라만 산란

라만 산란 또는 라만 효과(/rrːmnn/)는 물질에 의한 광자의 비탄성 산란이며, 이는 에너지의 교환과 빛의 방향의 변화가 모두 있음을 의미한다.일반적으로 이 효과는 가시 레이저로부터의 입사 광자가 낮은 에너지로 이동하면서 분자에 의해 얻어지는 진동 에너지를 포함합니다.이것은 정상적인 스토크스 라만 산란이라고 불립니다.이 효과는 다양한 형태의 라만 분광학을 수행함으로써 다양한 목적을 위한 물질에 대한 정보를 얻기 위해 화학자와 물리학자에 의해 이용된다.다른 많은 변형 라만 분광법에서는 (가스 샘플을 사용하는 경우) 회전 에너지를 조사할 수 있으며, X선 선원을 다른 가능성 외에 사용할 경우 전자 에너지 수준을 조사할 수 있다.펄스 레이저, 다중 레이저 빔 등과 관련된 보다 복잡한 기술이 알려져 있습니다.

빛은 물질에 의해 산란될 가능성이 있다.광자가 산란하면 대부분 탄성적으로 산란되기 때문에 산란된 광자는 입사 광자와 에너지(주파수, 파장, 색)는 같지만 방향은 다르다.레일리 산란은 일반적으로 방사선원에 대한 강도가 0.1%에서 0.01% 사이이다.산란 광자의 작은 부분(약 100만분의 1)은 입사 광자의 에너지와는 다른(보통 더 낮은) 에너지를 가지며, 비탄력적으로 산란될 수 있다.이것들은 라만 산란 ^[1]광자이다.에너지 보존으로 인해 재료는 그 과정에서 에너지를 얻거나 잃습니다.

라만 효과는 1928년 그의 제자 K. S. 크리슈난의 도움으로 이것을 발견한 인도 과학자 C. V. 라만의 이름을 따왔다.라만은 라만 산란을 발견한 공로로 1930년 노벨 물리학상을 받았다.그 효과는 1923년 아돌프 스메칼에 의해 이론적으로 예측되었다.

역사

빛이 에너지를 유지하는 레일리 산란이라고 불리는 탄성 빛 산란 현상은 19세기에 묘사되었다.Rayleigh 산란의 강도는 들뜬 ^[2]선원의 강도에 비해 약 10⁻³~10입니다⁻⁴.1908년, 미에 산란이라고 불리는 또 다른 형태의 탄성 산란이 발견되었다.

빛의 비탄성 산란은 1923년^[3] 아돌프 스메칼에 의해 예견되었고, 옛 독일어 문학에서는 스메칼-라만-에펙트라고 ^[4]언급되어 왔다.1922년 인도의 물리학자 C. V. 라만은 그의 이름을 딴 방사능 효과를 발견하게 된 그의 공동 연구자들과의 일련의 조사들 중 첫 번째인 "빛의 분자 회절"에 대한 그의 연구를 발표했다.라만 효과는 1928년 2월 21일 모스크바에서 라만과 그의 동료 K. S.^[5] 크리슈난에 의해 처음 보고되었고 그리고리 란즈버그와 레오니드 만델스탐에 의해 독립적으로 보고되었다(라만과 크리슈난보다 1주일 먼저).구소련에서는 라만의 공헌에 대해 항상 논란이 있었다.따라서 러시아 과학 문헌에서는 그 효과를 보통 "결합 산란" 또는 "결합 산란"이라고 부른다.라만은 빛의 ^[6]산란에 대한 그의 업적으로 1930년에 노벨상을 받았다.

1998년, 라만 효과는 액체, 가스 및 ^[7]고체의 조성을 분석하는 도구로서의 중요성을 인정받아 미국 화학 협회에 의해 미국 국립 역사 화학 랜드마크로 지정되었습니다.

인스트루먼트

라만과 크리슈난이 ^[8]발표한 벤젠의 초기 라만 스펙트럼.

180° 후방 산란 ^[9]배열의 분산 라만 분광기 설정 개요.

현대의 라만 분광학에서는 거의 항상 레이저를 흥미로운 광원으로 사용한다.라만과 크리슈난은 이 효과가 발견된 지 30년이 지나서야 레이저를 사용할 수 있었기 때문에 수은 램프와 사진판을 ^[10]이용해 스펙트럼을 기록했습니다.초기 스펙트럼은 약한 광원, 검출기의 낮은 감도 및 대부분의 물질의 약한 라만 산란 단면 때문에 획득하는 데 몇 시간 또는 며칠이 걸렸다.가장 일반적인 최신 디텍터는 전하 결합 장치(CCD)입니다.광다이오드 어레이와 광전자 증배관은 CCD ^[11]채택 전에는 일반적이었다.

이론.

다음은 이산 분자에 의한 정상(비공진, 자발, 진동) 라만 빛의 산란 이론에 초점을 맞춘다.X선 라만 분광법은 개념적으로 유사하지만 진동 에너지 수준이 아닌 전자 에너지 수준의 들뜸을 수반한다.

분자 진동

라만 산란은 일반적으로 분자 내 진동에 대한 정보를 제공한다.기체의 경우 회전 에너지에 대한 정보도 ^[12]수집할 수 있습니다.솔리드의 경우 포논 모드도 ^[13]관찰할 수 있습니다.분자진동에 관한 적외선 흡수의 기본은 선택 규칙은 다르지만 라만 산란에는 적용된다.

자유도

주어진 분자에 대해, 총 3N의 자유도가 있습니다. 여기서 N은 원자의 수입니다.이 수치는 분자 내의 각 원자가 ^[14]3차원으로 움직이는 능력에서 발생한다.분자를 다룰 때, 분자의 움직임을 전체적으로 고려하는 것이 더 일반적이다.이것에 의해, 3N자유도를 분자변환운동, 회전운동, 진동운동으로 분할한다.자유도 중 3개는 분자 전체의 (각각 3개의 공간 차원을 따라) 변환 운동과 일치한다.마찬가지로 3가지 자유도는 $x축$ , $z축$ 에 $z$ $대한$ 분자의 회전과 일치합니다 $y$ 선형 분자는 결합 축을 따라 회전해도 분자 내 원자의 위치가 바뀌지 않기 때문에 두 번의 회전만 할 수 있습니다.나머지 자유도는 분자 진동 모드에 해당합니다.이러한 모드에는 분자의 화학적 결합의 신축 및 굽힘 동작이 포함됩니다.선형 분자의 진동 모드 수는 3N-5인 반면 비선형 분자의 진동 모드 수는 3N-6이다.^[14]

진동 에너지

분자 진동 에너지는 양자화되며 양자 조화 진동자(QHO) 근사 또는 비조화성이 중요한 경우 던햄 확장을 사용하여 모델링할 수 있습니다.QHO에 따른 진동 에너지 수준은 다음과 같습니다.

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

n

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

(

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

+

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

)

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

(

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

+

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

2

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

)

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

2

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

m ( \

display style

E _ { n }

= h

\

left

(

n

+ {

1

\

over

2 } \

right

) \

nu =

h \ left

（

n + { 2

over

2

E_{n}=h\left(n+{1 \over 2}\right)\nu =h\left(n+{1 \over 2}\right){1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

\ right

}

), m!

여기서 n은 양자수입니다.일반적으로 라만 및 적외선 흡수에 대한 선택 규칙은 기본 진동만 관찰하도록 지시하기 때문에 적외선 들뜸 또는 스토크스 라만 들뜸은 $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ h $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ 2 $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ m $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ h \ $display$ E = h\ $nu$ = { h $\ over$ { 2 \ $pi$ } } } { \ $rtk$ \ $over }}$ 의 $E=h\nu ={h \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}$ 변화를 초래한다.

진동의 에너지 범위는 약 5~3500cm입니다⁻¹.주어진 온도에서 주어진 진동 모드를 차지하는 분자의 비율은 볼츠만 분포를 따릅니다.테라헤르츠 또는 적외선 범위에 속하는 적절한 에너지의 광자를 직접 흡수함으로써 분자를 보다 높은 진동 모드로 들뜨게 할 수 있다.이것은 적외선 분광법의 기초를 이룬다.또는 비탄성 산란 공정에서 동일한 진동 들뜸을 발생시킬 수 있다.이것은 1852년 조지 스톡스가 발견한 형광의 Stokes 이동과 유사하게 Stokes 라만 산란이라고 불리며, 흡수된 입사광보다 더 긴 파장(지금은 낮은 에너지에 해당하는 것으로 알려져 있음)에서 빛을 방출합니다.개념적으로 유사한 효과는 ^[15]빛이 아닌 중성자나 전자에 의해 발생할 수 있다.분자를 낮은 진동 에너지 상태로 두는 광자 에너지의 증가를 안티 스토크스 산란이라고 합니다.

라만 산란

라만 산란은 들뜬 레이저 광자의 에너지에 대응하는 가상 전자 에너지 레벨을 포함하는 것으로 개념화된다.광자의 흡수는 분자를 가상상태로 들뜨게 하고 재방사를 통해 라만 또는 레일리 산란을 일으킨다.세 가지 경우 모두 최종 상태는 초기 상태와 동일한 전자 에너지를 가지지만 Stokes Raman 산란의 경우 진동 에너지가 높고, Anti-Stokes Raman 산란의 경우 또는 Rayleigh 산란의 경우 진동 에너지가 낮다.통상, 이것은 웨이브의 관점에서 생각됩니다. ${\tilde {\nu }}_{M}$ 서 ${\tilde {\nu }}_{0}$ ~ ${\tilde {\nu }}_{0}$ { $displaystyle$ { $tilde$ } _ { $0 }$ 는 ${\tilde {\nu }}_{0}$ 레이저의 웨이브 번호이고 ${\tilde {\nu }}_{M}$ ~ ${\tilde {\nu }}_{M}$ { $displaystyle$ { $tilde }_{ M}$ 은 ${\tilde {\nu }}_{M}$ 진동 천이의 웨이브 번호입니다.따라서 Stokes 산란에는 ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ ~ ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ - ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ ~ ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ M { $displaystyle { tilde$ { $nu }$ } - { \ $tilde$ { $0 }$ - { { ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ M ${\tilde {\nu }}_{0}-{\tilde {\nu }}_{M}$ }의 파수가 ${\textstyle {\tilde {\nu }}_{0}+{\tilde {\nu }}_{M}}$ 되며, ${\textstyle {\tilde {\nu }}_{0}+{\tilde {\nu }}_{M}}$ ~ ${\textstyle {\tilde {\nu }}_{0}+{\tilde {\nu }}_{M}}$ 0 + ${\textstyle {\tilde {\nu }}_{0}+{\tilde {\nu }}_{M}}$ ~ M { $textstyle$ { $tilde$ { $nu }$ } + { $0$ } _ { 0 } - { $tilde }$ } { { { { { M $}}$ }}은 ${\textstyle {\tilde {\nu }}_{0}+{\tilde {\nu }}_{M}}$ 항산화됩니다.들뜬 레이저 에너지가 분자의 실제 전자 들뜸에 해당하면 공명 라만 효과가 발생하지만, 이 기사의 범위를 벗어납니다.

고전 물리학 기반 모델은 라만 산란을 설명할 수 있으며 광 주파수의 4제곱에 따라 확장되는 강도 증가를 예측합니다.분자에 의한 빛의 산란은 유도된 전기 쌍극자의 진동과 관련되어 있다.전자파 복사의 진동하는 전계 성분은 분자 진동에 의해 변조되는 교류 전계를 따르는 분자에 유도 쌍극자를 가져올 수 있다.따라서 외부 필드 주파수에서의 진동은 외부 필드 및 정상 모드 ^[10]^[2]진동으로 인한 비트 주파수와 함께 관찰됩니다.

빛 산란의 다른 가능성: 레일리 산란(에너지 교환 없음: 입사 광자와 산란 광자는 동일한 에너지를 가진다), 스토크스 라만 산란(원자 또는 분자는 입사 광자보다 적은 에너지를 흡수한다) 및 반스토크스 라만 산란(원자 또는 분자는 에너지를 잃는다: 산란 광자는 에너지를 잃는다: 산란 광자가 있다)입사 광자보다 더 많은 에너지)

산란 광자의 스펙트럼을 라만 스펙트럼이라고 한다.이것은 산란광의 강도를 입사 광자에 대한 주파수 차이 δ의 함수로 나타내며, 더 일반적으로 라만 시프트라고 불린다.해당하는 Stokes 및 Anti-Stokes 피크의 위치는 RayleighPolme=0 라인 주위에 대칭 패턴을 형성합니다.주파수 이동은 동일한 상부 및 하부 공진 상태 간의 에너지 차이에 대응하므로 대칭적입니다.단, 특징 쌍의 강도는 일반적으로 다릅니다.재료의 초기 상태의 모집단에 따라 달라지며, 이는 다시 온도에 따라 달라집니다.열역학적 평형에서는 낮은 상태가 높은 상태보다 더 많은 인구가 거주하게 됩니다.따라서 더 채워진 하위 상태에서 상위 상태로의 전환 속도(Stokes 전환)는 반대 방향(Anti-Stokes 전환)보다 높아집니다.이에 대응하여 스토크스 산란 피크는 안티 스토크스 산란 피크보다 강합니다.이 비율은 온도에 따라 다르므로 이를 측정하기 위해 이용할 수 있습니다.

{I_{\text{Stokes}}}{I_{\text{Anti-Stokes}}}=hargetfrac {({\tilde {{nu}}_{M})^4}}{{{\tilde {\tilde {nu}}_{0}+{\t}\exp \fracild {\c}{{\t}{{\t}T}}\right)

선택 규칙

진동 들뜸을 위해 쌍극자 모멘트의 변화가 필요한 IR 분광법과는 대조적으로, 라만 산란에는 편광성의 변화가 필요하다.한 상태에서 다른 상태로의 라만 전환은 두 상태의 분자 분극성이 다를 경우에만 허용됩니다.진동의 경우, 이는 진동에 관련된 법선좌표에 대한 편광률의 도함수가 0이 아님을 의미한다: ${\frac {\partial \alpha }{\partial Q}}\neq 0$ Q ${\frac {\partial \alpha }{\partial Q}}\neq 0$ 0 {\ $displaystyle$ {\ $frac \partial \alpha$ }{\ $partial$ Q $}}}\neq$ 0 ${\frac {\partial \alpha }{\partial Q}}\neq 0$ 일반적으로 법선모드가 2차 $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ 대칭으로 변환되면 라만 활성이다. $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ 2, $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ , z $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ , x $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ z $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ $(x^{2},y^{2},z^{2},xy,xz,yz)$ $),$ { $displaystyle (x^{2}, y^{2}, z^{2},$ xy, $xz, yz$ 분자 점군의 문자 표에서 확인할 수 있습니다.QHO에 따르면 IR 분광법과 마찬가지로 기본 들뜸( $\Delta \nu =\pm 1$ $\Delta \nu =\pm 1$ $\Delta \nu =\pm 1$ ± $\Delta \nu =\pm 1$ \ $displaystyle$ \ $Delta \nu$ $\Delta \nu =\pm 1$ \ $pm$ 1)만 허용된다.그러나 함축적인 의미가 관찰되는 경우가 많다.진동 모드가 IR과 Raman 둘 다 활성일 수 없다는 상호 제외 규칙은 특정 분자에 적용됩니다.

그 특정한 선택 규칙은 허용된 회전 역사적 전환기가 보통Δ J)±2{\Delta J=\pm 2\displaystyle}, J{J\displaystyle}은 회전 상태라고 말한다.이것은 일반적으로는 라만 linewidths 작은 충분히 회전 전환 해결되는 데는 기체상에서 분자들과 관련이 있다.

엄선한 규칙 명령한 고체 물질에만 관련 주들은 제로 단계 각도로 유일한 phonons IR과 라만에 의해, 포논 감금 명백하다 제외하고 관찰할 수 있다.[13]

대칭과 편광

에서 광자의 편광 계측 분자 대칭과 라만 활동 사이에 라만 스펙트럼에서의 할당에 도움이 될 수 있는 연결 고리를 이해하기 위한 유용하다.[16]빛 한 방향으로 양극화되는데 양극화 회전 다른 모드에 대한 접근을 주는Raman–active으로 액세스 할 수 있습니다.각 모드의 대칭에 따라 분리되어 있다.[17]

진동하는 모드의 대칭은 라만의 비율 양극화 이번 사건과 레이저에 라만 이 사건 레이저와 같은 양극화와 산란 직교 산란은 편광의 소멸 비율 ρ,:ρ)나는 나는 u{\displaystyle \rho){\frac{I_{r}}{이었고 넌 결코 모르네에서 추론된다.I_{u}}}}여기 나는이었고 넌 결코 모르네{\displaystyle I_{r}}은 강도의 라만 산란은 분석기는 회전 90도에 관해서는 입사 광선의 양극화 축, 그리고 나는 u{\displaystyle I_{마}}는 강도의 라만 산란은 분석기다와 정렬은 양극화 현상의 사건 레이저.[18]분자와 편광 빛 상호 작용, 그것은 plane-wave에, 그것은 분자의 방위와 광파의 편광의 각도 사이의 차이가 회전하는 원인 같고 반대되는 효과 유발은 분자를 왜곡한다.만약 ρ 34{\displaystyle\rho \geq{\frac{3}{4}≥}}, 그 주파수의 진동이 있depolarized, 그들이 완전히 대칭이 아니니.[19][18]

자극 라만 산란 및 라만 증폭

위에서 설명한 라만 산란 과정은 자발적으로 일어난다. 즉, 랜덤 시간 간격으로 들어오는 많은 광자 중 하나가 물질에 의해 산란된다.따라서 이 과정을 자발적 라만 산란이라고 합니다.

한편, 자극된 라만 산란은 일부 스토크 광자가 자발적인 라만 산란(및 어떻게든 물질에 남아 있게 함)에 의해 이전에 생성되었을 때 또는 스토크 광자("신호 빛")를 원래 빛("펌프 빛")과 함께 의도적으로 주입했을 때 발생할 수 있다.이 경우 총 라만 산란율이 자발적 라만 산란률보다 높아져 펌프 광자가 추가 스토크 광자로 보다 빠르게 변환된다.이미 존재하는 Stokes 광자가 많을수록 더 빨리 추가됩니다.이는 효과적으로 펌프광의 존재 하에서 스토크스광을 증폭시켜 라만 증폭기 및 라만 레이저에 이용된다.

자극 라만 산란은 비선형 광학 효과입니다. $\chi ^{(3)}$ 는 3차 비선형 $\chi ^{(3)}$ $\chi ^{(3)}$ ( 3 $\chi ^{(3)}$ ) \ $displaystyle$ \chi ^{ ( $3$ ^{[citation needed]}을 사용하여 설명할 수 있습니다.

공간 일관성에 대한 요구 사항

들뜸빔의 두 점 A와 B 사이의 거리를 $x$ 라고 가정하자. 일반적으로 들뜸 주파수는 산란된 라만 주파수와 같지 않기 때문에 대응하는 상대 파장 $θ와$ θ'는 같지 않다.따라서 위상 편이 δ= $2µx (1/$ disc - $1/disc')$ 가 나타납니다. $δ$ = $δ$ 의 경우 산란 진폭이 반대이므로 라만 산란 빔이 약하게 유지됩니다.

빔이 교차하면 $경로$ x가 제한될 수 있습니다.

더 큰 진폭을 얻기 위해 몇 가지 트릭을 사용할 수 있습니다.

광학적 이방성 결정에서 광선은 편광과 굴절률이 다른 두 가지 전파 모드를 가질 수 있다.4극(라만) 공명에 의해 이들 모드 간에 에너지가 전달될 수 있으며, 상은 전체 경로를 따라 일관성을 유지할 수 있다면 에너지 전달은 클 수 있습니다.이것은 광파라미터 ^{[citation needed]}생성입니다.
빛이 펄스를 일으켜 비트가 나타나지 않을 수 있습니다.충동 자극 라만 산란(ISRS)^[20]^[21]^[22]^[23]에서 펄스의 길이는 모든 관련 시간 상수보다 ^[24]짧아야 합니다.라만과 입사광의 간섭은 박자를 허용하기에는 너무 짧기 때문에 최적의 조건에서 펄스 길이의 세제곱에 반비례하는 주파수 이동을 대략적으로 생성합니다.

실험실에서는 펄스가 너무 길면 ISRS가 매우 약해지므로 펨토초 레이저 펄스를 사용해야 합니다.따라서 ISRS는 일반적인 시간 간섭성 빛을 ^{[citation needed]}만드는 나노초 펄스를 사용하여 관측할 수 없습니다.

역라만 효과

역 라만 효과는 W. J. J. Jones와 Boris P.에 의해 처음 언급된 라만 산란의 한 형태이다. 스토이체프.일부 상황에서는 스토크스 산란이 안티 스토크스 산란을 초과할 수 있다. 이 경우 (물질에서 나올 때) 연속체는 δ_L+θ에서_M 흡수선(강도의 저하)을 갖는 것으로 관찰된다.이 현상을 역 라만 효과라고 하며, 현상의 적용은 역 라만 분광학이라고 하며, 연속체의 기록은 역 라만 스펙트럼이라고 합니다.

역 라만 ^[25]효과의 원래 설명에서, 저자들은 높은 주파수의 연속체에서 흡수되는 것과 낮은 주파수의 연속체에서 흡수되는 것 모두를 논한다.그들은 물질의 라만 주파수가 원점에서 진동하고 물질이 열 평형 상태에 있는 경우 낮은 주파수의 연속체로부터의 흡수가 관찰되지 않을 것이라는 점에 주목한다.

초연속 생성

고강도 연속파(CW) 레이저의 경우, 자극된 라만 산란을 사용하여 광대역 초연속파를 생성할 수 있습니다.continuum)를 생성할 수 있습니다.이 과정은 또한 두 입사 광자의 주파수가 동일하고 방출된 스펙트럼이 포논 에너지에 의해 입사 빛에서 분리된 두 대역에서 발견되는 4파 혼합의 특별한 경우로 볼 수 있다.초기 라만 스펙트럼은 자발적 방출로 축적되어 나중에 증폭된다.장섬유의 고펌프 레벨에서는 라만 스펙트럼을 새로운 기점으로 하여 고차 라만 스펙트럼을 생성함으로써 진폭이 작아지는 새로운 스펙트럼의 사슬을 구축할 수 있다.초기 자발적 프로세스로 인한 고유 노이즈의 단점은 처음에 스펙트럼을 시드하거나 공진기에서처럼 피드백 루프를 사용하여 프로세스를 안정화함으로써 극복할 수 있다.이 기술은 빠르게 진화하는 광섬유 레이저 분야에 쉽게 적합하고 횡단적으로 일관된 고강도 광원(즉, 광대역 통신, 영상 애플리케이션)에 대한 수요가 있기 때문에 라만 증폭과 스펙트럼 생성은 가까운 ^{[citation needed]}미래에 널리 사용될 수 있다.

적용들

라만 분광법은 물질 분석에 라만 효과를 이용한다.라만 산란광의 스펙트럼은 존재하는 분자 성분과 그 상태에 따라 달라지기 때문에 스펙트럼을 물질 식별과 분석에 사용할 수 있다.라만 분광법은 기체, 액체, 고체 등 다양한 물질을 분석하는데 사용된다.생물학적 유기체와 인체 조직과^[26] 같은 매우 복잡한 물질도 라만 분광법으로 분석할 수 있다.

고체 재료는 고주파 포논 및 마그논 들뜸을 검출하는 도구로 라만 산란을 이용한다.

라만 라이더는 대기 물리학에서 대기 소멸 계수와 수증기 수직 분포를 측정하는 데 사용됩니다.

자극된 라만 전이는 또한 포획된 이온의 에너지 수준, 즉 기본 큐비트 상태를 조작하는 데 널리 사용됩니다.

라만 분광법은 적외선 흡수 스펙트럼이 없는 분자의 힘 상수와 결합 길이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

라만 증폭은 광증폭기에 사용된다.

라만 효과는 푸른 하늘의 외관을 만드는 데에도 관여한다('레이리 산란: 대기 중의 분자 질소와 산소의 레일리 산란에는 탄성 산란뿐만 아니라 공기 중의 회전 라만 산란의 비탄성 기여' 참조).

라만 분광법은 생물학적 시스템에서 핵산과 같은 작은 분자를 진동 ^[27]태그에 의해 화학적으로 촬영하는 데 사용되어 왔다.

「」를 참조해 주세요.

브릴루인 산란
코히런트 스토크스 라만 분광법(CARS)
코히런트 라만 산란 현미경(CRS)
탈분극화 비율
파이버 앰프
표면 분석 방법 목록
National Science Day (National Science Day
비선형 광학
라만 레이저
라만 분광학
공명 라만 분광법(RR)
산란
표면 강화 라만 분광법(SERS)

레퍼런스

^ Harris and Bertolucci (1989). Symmetry and Spectroscopy. Dover Publications. ISBN 978-0-486-66144-5.
^ ^a ^b Keresztury, Gábor (2002). "Raman Spectroscopy: Theory". Handbook of Vibrational Spectroscopy. Vol. 1. Chichester: Wiley. ISBN 0471988472.
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추가 정보

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외부 링크

라만 효과 - 고전 이론
gsu.edu의 "천문학의 하이퍼 물리" 섹션 설명
Raman Spectroscopy – 튜토리얼은 Kosi.com에서 구할 수 있습니다.
물리학의 새로운 '라만 효과'를 보여주는 R. W. 우드 교수(Scientific American, 1930년 12월)
자발적 라만 산란에 대한 짧은 설명
라만 효과: 우주의 지문 채취

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