文档介绍：激光拉曼光谱实验报告
摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的：晶体并倍频后得到的532nm激光作为激发光源照射液体样品的分子而得到的拉曼光谱，谱线很好地吻合了理论分析的分子4种振动模式，且频率的实验值与标准值比误差低于2%。又利用偏振子和散射物分子发生碰撞后，改变传播方向而形成的。图2是光散射机制半经典解释的一个形象表述，图中表示分子的两个振动能级，虚线表示的不是分子可能的状态，只是用以表示入射光子和散射光子的能量。
图〔2a〕
图〔2b〕
Ej
Ei
碰撞如果是弹性的，如图〔2a〕那么二者不交换能量，光子只改变运动方向而频率和能量都没有改变，这就是瑞利散射。而发生非弹性碰撞时，如图〔2b〕，光子和物质分子交换能量，可以看成是入射光子的湮灭和另一个不同能量散射光子的产生，与此同时，分子能量状态发生了跃迁，导致拉曼散射光产生。当初态能级低于末态能级时产生斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为
；而初态能级高于末态能级时产生反斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为。根据统计分布规律，较高能级上的分子数低于低能级上的分子数，所以拉曼散射中，反斯托克斯线比斯托克斯线强度要小。
拉曼散射的退偏度
实验所测样品中，尤其是在液态与气态的介质中，分子的取向是无规那么分布的。一般情况下，如入射光为平面偏振光，散射光的偏振方向可能与入射光不同，而且还可能变为非完全偏振的。这一现象称为散射光的“退偏〞。散射光的退偏往往与分子结构和振动的对称性有关。拉曼散射光的偏振性完全取决于极化率张量。非对称振动的分子，极化率张量是一个椭球，会随着分子一起翻滚，振荡的诱导偶极矩也将不断地改变方向。
为了定量描述散射光相对入射光偏振态的改变，引入退偏度的概念。退偏度即为偏振方向垂直和平行于入射光偏振方向的散射光强之比。
由理论分析可得，1号振动模式〔振动频率相当于波数V=458/cm〕的退偏度为0，。
实验内容及方法
1，实验装置
激光器
成像透镜组
单色仪
PMT
光子计数器
计算器
打印机
M2
样品池
M1
P3
L1
P1
P2
L2
图3 实验装置示意图
M1—平面反射镜 M2——凹面反射镜 P1 P2——偏振片
P3—半波片 L1——聚光透镜 L2——成像透镜组
实验中使用半导体激光器泵浦的：晶体并倍频后得到的波长为532nm激光
。样品是液态分子，装在样品池中。光经透镜聚焦在样品池中心，成像透镜组对光进行收集。然后单色仪收集散射光，再使用光电倍增管和光子计数器吃力拉曼散射信号。
2，实验内容
调节光路，让足够多的散射光入射到单色仪中。
测量分子的拉曼散射光谱，分辨出各种振动模式。
确定拉曼谱线的退偏度。
实验中使用调节偏振片P1对光源进行起偏，使入射光成为平面偏振光，通过转动半波片P3改变偏振方向，这样可以实现对入射光和散射平面所成角度的控制。对于出射光，可以通过调节偏振片P2控制出射光与散射平面所成的角度，这样便可以对退偏度进行测量。
数据处理及分析
1，测量分子的拉曼散射光谱并分辨出各种振动模式。
下列图即为实验中测量出的拉曼散射光谱。
图4 液态分子的拉曼散射光谱
由图中可以看出一共有10个峰值，其中