對于剛接觸拉曼光譜的研究者，最常提出的問題是："我需要什么激光激發(fā)波長?" 答案顯然取決于待測材料本身。材料的拉曼散射截面及其物理光學特性都至關重要。若樣品對激發(fā)波長透明且足夠薄，可能會檢測到基底材料的光譜貢獻，這種貢獻既可能是拉曼散射也可能是光致發(fā)光。

拉曼光譜中的激光器有許多不同的波長，通常可選擇的范圍從紫外，可見光到近紅外等等。對于某一個特定應用的比較好波長并不總是顯而易見的，拉曼實驗中的優(yōu)化需要考慮很多變量，而變量中很多都與波長相關。

首先，拉曼信號非常弱。它來自于樣品材料中的光子 - 聲子相互作用，而這是一個強度很小的過程。另外，拉曼散射強度與激發(fā)波長的四次方成反比，這意味著在長波長激光激發(fā)的拉曼信號更加弱。

選擇激發(fā)波長時的另一個考慮因素是材料光密度隨波長的變化。如果材料是透明的，則激光束的焦深將由透鏡的數值孔徑、激光的波長以及該波長處樣品折射率的實際分量決定。但是，如果樣品不透明，則光穿透深度將不是由物理光學元件決定的，而是由樣品在該波長下的吸收率決定的。這些情況使許多光譜學家能夠通過改變激發(fā)波長來對半導體等材料進行深度剖析。通常，激發(fā)波長越長，光穿透樣品的深度就越深。市售可見波長激光器的范圍所提供的半導體深度穿透變化與某些微電子器件的制造深度相匹配。

785nm做拉曼的優(yōu)勢

拉曼光譜中最常用的波長是785nm。它兼顧了信號強度、熒光干擾、探測器效率、成本效益和激光器之間的比較好平衡。當然，具體的波長還要取決于具體的應用。

1. 熒光抑制優(yōu)勢

785nm 屬于近紅外波段，其能量相對較低，能夠大幅降低樣品本底熒光的激發(fā)概率。在生物、高分子材料等容易產生熒光的樣品檢測里，這種特性尤為重要，它可以讓拉曼信號更加清晰地呈現出來。在生物樣品(細胞/組織)、碳材料(石墨烯/碳納米管)、染料/色素等強熒光體系中，785nm可有效提取拉曼信號。

2. 穿透深度與生物兼容性

較低的光子能量使得 785nm 激光器對樣品造成的熱效應和光化學損傷較小。這一優(yōu)勢讓它非常適合用于活體組織、有機分子以及納米材料等對光較為敏感的樣品分析。

3. 信噪比優(yōu)化平衡

785nm 激光處于硅基探測器(如 CCD)的高靈敏度響應范圍內，這樣就無需使用成本較高的制冷型探測器，從而降低了設備的整體成本。

4. 降低光損傷風險

較低的光子能量使得 785nm 激光器對樣品造成的熱效應和光化學損傷較小。這一優(yōu)勢讓它非常適合用于活體組織、有機分子以及納米材料等對光較為敏感的樣品分析。785nm激光器在常規(guī)拉曼檢測中實現了熒光抑制、穿透深度、檢測靈敏度的比較好平衡，是生物醫(yī)學、材料科學等領域的理想選擇。對于特殊需求(如深色樣品需1064nm，無機材料需532nm)，建議采用多波長聯用系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇