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Tutorial MenueIR- und Raman-SpektroskopieLerneinheit 15 von 19

Raman-Gerätetechnik

Mikroskopie und Faseroptik

Raman-Mikroskopie

Mit Hilfe der Raman-Mikroskopie können ohne viel Aufwand von kleinen Bereichen einer Probe Raman-Spektren aufgenommen werden. Das Mikroskopobjektiv fokussiert dabei den Laser auf die Probe und nimmt gleichzeitig das Streulicht wieder auf. Es wird demnach die 180°-Rückstreugeometrie angewendet. Ein wesentlicher Vorteil des Raman-Mikroskopes ist, dass die Proben vergrößert betrachtet werden können und man genau weiß, von welchem Punkt der Probe das Raman-Spektrum aufgenommen wurde. Des Weiteren trifft nur ein sehr kleiner Laserspot auf die Probe, so dass eine hohe räumliche Auflösung erreicht wird. Dieser Fakt birgt aber auch den Nachteil, dass sich die Leistungsdichte des Lasers wesentlich erhöht und es zur Verbrennung der Proben kommen kann. Die räumliche Auflösung lässt sich mit anderen Techniken, wie z.B. mit der konvokalen Mikroskopie oder der Nahfeldmikroskopie noch erhöhen. Die Raman-Mikroskopie wird heute vielfach zur Aufklärung von biologischen Fragestellungen angewendet, ist aber auch für materialwissenschaftliche Untersuchungen interessant.

Faseroptik

Die Anwendung der Faseroptik in der Raman-Spektroskopie hat den entscheidenden Vorteil, dass Probe und Raman-Gerät räumlich getrennt sein können. Somit können z.B. Verbindungen in Reaktoren auch bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck untersucht werden, so dass die Verfolgung von Reaktionen möglich ist. Der Kern der Fasern bzw. Lichtleiter für die Raman-Spektroskopie besteht aus Silliziumdioxid, weil dieses Material ein schlechter Raman-Streuer ist. Der Kern der Faser wird durch einen Mantel umhüllt, dessen Material einen etwas kleineren Brechungsindex aufweist als das Material des Kerns. Das Licht wird durch Totalreflexion im Inneren der Faser übertragen. Raman-Spektrometer, die mit einer Faseroptik ausgestattet sind, besitzen im einfachsten Fall zwei Lichtleiter, einen für die Übertragung der anregenden Strahlung und einen für das Streulicht, welches zum Detektor geleitet wird. Mehr Streulicht wird allerdings detektiert, wenn die Faser, die die anregende Strahlung überträgt, von sechs weiteren Fasern, die das Streulicht zum Detektor leiten, umgeben ist. Diese Anordnung wird als "6@1-Geometrie" bezeichnet.

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