中红外光纤拉曼激光器

拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用拉曼光谱的原理及应用拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。

这些技术是：CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。

这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。

1. 含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射，弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分，统称为拉曼效应。

当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。

在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。

由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。

因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。

目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。

2.拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b.在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。

c.一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。

这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。

3.拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量，此外。

①由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。

红外光谱和拉曼光谱的异同红外光谱和拉曼光谱是研究分子结构及组态、物质成分鉴定和结构分析的有力工具，由于具有无损伤、灵敏度高和时间短等特点，在物理、化学、生物学、矿物学、考古学和工业产品质量控制等领域中得到了广泛的应用，在物质结构分析中，极性基团如C=O,N-H及S-H 具有强的红外延伸振动，而非极性基团如C=C,C-C及S-S有强的拉曼光谱带，因此，红外光谱和拉曼光谱常常在一起，共同用于完成一个物质分子结构的完整分析。

通常，红外光谱适用于分析干燥的非水样品，拉曼光谱适合于含水的生物系统分析。

总体来说：红外光谱与拉曼光谱同属于分子振动光谱，但红外光谱是吸收光谱，拉曼光谱是散射光谱，二者机制不同，但互为补充。

红外光谱和拉曼光谱的联系和区别具体如下:(1)红外光谱常用于研究极性基团的非对称振动;拉曼光谱常用于研究非极性基团与骨架的对称振动。

红外吸收弱或无吸收的官能团在拉曼散射谱中均有强峰;反之，拉曼散射峰弱则红外吸收强。

例如，许多情况下C =C伸缩振动的拉曼谱带比相应的红外谱带较为强烈，C= O的伸缩振动的红外谱带比相应的拉曼谱带更为显著。

(2)拉曼光谱一次可以同时覆盖40-4000cm-1波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。

若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器，(3)拉曼光谱可测水溶液，而红外光谱不适用于水溶液的测定。

(4)红外光谱解析中的定性三要素(即吸收频率、强度和峰形)对拉曼光谱解析也适用。

但拉曼光谱中还有去偏度P，通过测定P，可以确定分子的对称性。

光源红外光谱光源一、一般是黑体或者是通电碳化硅棒，黑体通常情况下是最佳的光源，原因是处在相同的温度的时候，黑体的辐射功率密度比其他热辐射红外光源都要大得多。

白炽灯泡也能被称为红外光源，有些朋友会觉得不解，白炽灯不是可见光源吗?其实不然，白炽灯可以把它75%的电能都转化成红外辐射光，因此也可以把它叫做红外光源，但因为白炽灯辐射出的红外辐射都被它外面的玻璃壳吸收掉了，所以呈现出来的红外线光并不多，所以说它是一种接近红外光线的光源。

中红外光纤激光器摘要位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的重要应用。

利用固体激光器泵浦稀土离子掺杂的玻璃光纤产生荧光发射是直接获得2～5 μm 波段中红外激光的有效途径，具有光束质量好、体积小、转换效率高、散热效果好等优点。

本文介绍了中红外光纤激光器的原理、研究现状和发展前景。

对中红外光纤激光器的发展和研究方向进行了阐述。

关键词：中红外；光纤激光器；稀土离子；硫化物光纤；氟化物光纤一、中红外光纤激光器简介1.1 中红外激光位于2~5μm中红外波段的激光在国防、医疗、通信方面有着特殊的重要应用。

它位于大气“透明窗口”,处于大多数军用探测器的工作波段, 可以进行战术导弹尾焰红外辐射模拟、人眼安全的激光雷达、激光定向红外干扰等军事用途。

在民用领域可用于遥感化学传感、空气污染控制，它还可以用于新一代激光手术,使血液迅速凝结,手术创面小、止血性好（水分子在3μm附近有很强的吸收峰）此外，采用2～5 μm 替代目前广泛使用的1.55 μm 作为光纤通信工作波长也是一项极具研究价值的课题，由于材料的Rayleigh 散射与光波长的四次方成反比，采用2～5 μm 作为工作波长可以有效降低光纤损耗，增加无中继通信的距离。

因此，研发中红外波段的激光器对于国家安全和国民经济建设具有十分重要的意义。

获得中红外激光的方法有间接方法和直接方法。

其中间接方法包括： (1) CO2激光器的倍频及差频输出(2) 利用非线性红外晶体采用非线性频率变换或光学参量振荡技术将其它波段激光调谐到中红外波段直接方法包括：(1)以氟化氘等为介质的化学激光器(2) 以AlGaAsSb，InGaAsSb，InAs/(In)GaSb 等锑化物窄禁带半导体、过渡金属离子掺杂的Ⅱ–Ⅵ族半导体制作的中红外激光器(3)近红外半导体激光泵浦的稀土离子或过渡金属离子掺杂的玻璃、晶体的光纤激光器。

1.2 光纤激光器光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，主要由泵浦源、耦合器、掺稀土元素光纤、谐振腔等部件构成, 结构如图1.1所示。

3μm 光纤激光器的研究进展杨伟;段云锋;王强;张秀娟;邓明发【摘要】The 3 μm laser plays an important role in the lasermedicine.Owing to the potential of fiber laser,the re-search on 3 μm fiber laser has great significance and value.The principle and research progress of the 3 μm fiber la-ser doped different rare earth ions are summarized,and several ZBLAN fiber lasers doped different ions are intro-duced.At the end,the faced problems of the 3 μm fiber laser are analyzed,and development tendency in the future is pointed out.%3μm 波段的激光在激光医疗等领域发挥着重要的作用，同时鉴于光纤激光器的突出优点，使研究3μm 波段的光纤激光器具有极高的应用价值。

本文从不同的掺杂稀土离子角度对3μm 波段光纤激光器的工作原理和研究状况进行了简要概述，介绍了几种不同离子掺杂的 ZBLAN 光纤激光器。

最后分析了当前3μm 波段光纤激光器发展所面临的问题和今后的研究方向。

【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P471-475)【关键词】3 μm;光纤激光器;工作原理;研究进展【作者】杨伟;段云锋;王强;张秀娟;邓明发【作者单位】北京东方锐镭科技有限公司，北京 100015;北京东方锐镭科技有限公司，北京 100015;北京东方锐镭科技有限公司，北京 100015;北京东方锐镭科技有限公司，北京 100015;北京东方锐镭科技有限公司，北京 100015【正文语种】中文【中图分类】TN248.11 引言由于3μm波段的激光被水分子强烈吸收，同时Ca、P等也对其具有很高的吸收率，所以该波段激光可被用于切割多水份的生物软组织以及骨骼，应用在激光手术中有着凝血迅速和手术创面小的优点［1］。

红外光谱与拉曼光谱的区别1) 拉曼谱峰比较尖锐，识别混合物，特别是识别无机混合物要比红外光谱容易。

2) 在鉴定有机化合物方面，红外光谱具有较大的优势，主要原因是红外光谱的标准数据库比拉曼光谱的丰富。

3）在鉴定无机化合物方面，拉曼光谱仪获得400cm-1以下的谱图信息要比红外光谱仪容易得多。

所以一般说来，无机化合物的拉曼光谱信息量比红外光谱的大。

4）拉曼光谱与红外光谱可以互相补充、互相佐证。

. 红外光谱与拉曼光谱的比较3.1 相同点对于一个给定的化学键，其红外吸收频率与拉曼位移相等，均代表第一振动能级的能量。

因此，对某一给定的化合物，某些峰的红外吸收波数与拉曼位移完全相同，红外吸收波数与拉曼位移均在红外光区，两者都反映分子的结构信息。

3.2 不同点（1）红外光谱的入射光及检测光均是红外光，而拉曼光谱的入射光大多数是可见光，散射光也是可见光；（2）红外谱测定的是光的吸收，横坐标用波数或波长表示，而拉曼光谱测定的是光的散射，横坐标是拉曼位移；（3）两者的产生机理不同。

红外吸收是由于振动引起分子偶极矩或电荷分布变化产生的。

拉曼散射是由于键上电子云分布产生瞬间变形引起暂时极化，是极化率的改变，产生诱导偶极，当返回基态时发生的散射。

散射的同时电子云也恢复原态；（4）红外光谱用能斯特灯、碳化硅棒或白炽线圈作光源而拉曼光谱仪用激光作光源；（5）用拉曼光谱分析时，样品不需前处理。

而用红外光谱分析样品时，样品要经过前处理，液体样品常用液膜法和液体样品常用液膜法，固体样品可用调糊法，高分子化合物常用薄膜法，体样品的测定可使用窗板间隔为2.5-10 cm的大容量气体池；（6）红外光谱主要反映分子的官能团，而拉曼光谱主要反映分子的骨架主要用于分析生物大分子；（7）拉曼光谱和红外光谱可以互相补充，对于具有对称中心的分子来说，具有一互斥规则：与对称中心有对称关系的振动，红外不可见，拉曼可见；与对称中心无对称关系的振动，红外可见，拉曼不可见。

拉曼532nm激光参数
拉曼532nm激光器的参数主要包括中心波长、光谱线宽、输出功率、工作温度等。

1. 中心波长：532nm，波长公差为±。

2. 光谱线宽：<。

3. 输出功率：>100mW，功率可调，最高可达300mW。

4. 工作温度：10\~35℃，波长稳定范围为10\~35℃。

5. 物理规格：光纤芯径为105um，多模光纤，NA为。

6. 连接器类型：提供FC/PC或SMA。

7. 模块尺寸：英寸。

8. 外壳材料：阳极氧化铝。

9. 工作湿度：0\~80%，非冷凝。

10. 储存温度：-10\~+55℃。

11. 电气要求：输入电源为100\~240VAC，50\~60Hz，；保险丝为250V，1A，5mmx20mm，2个。

此外，拉曼532nm激光器还具有高光束质量、高波长稳定性、高功率稳定性等特点，适用于全息、拉曼光谱、荧光激发、生物工程等领域。

如需了解更多信息，建议阅读相关资料或咨询专业技术工程师。

2011，20（2）拉曼光谱的应用及进展白利涛，张丽萍*，赵国文（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000）摘要：本文介绍了拉曼光谱与红外光谱的应用区别，重点综述了拉曼光谱在高温、高压、共振、表面增强技术上的应用，以及拉曼光谱的快速分析检测，提出了拉曼光谱技术存在的主要问题与发展前景。

关键词：拉曼光谱；红外光谱；应用；发展前景中图分类号：O657.37文献标识码：A 文章编号：1009-8143（2011）02-0027-04Development and Application of Raman TechnologyBai Li-tao,Zhang Li-ping,Zhao Guo-wen（Department of M aterials and Chemical Engineering,Sichuan Institute of Science and Technology,Zigong,Sichuan643000,China）Abstract ：Applied differences between Raman spectroscopy and infrared spectroscopy were introduced in this paper.Applications of Raman spectroscopy resorted to the techniques of high temperature,high pressure,resonance and surface-enhanced technology and rapid analysis techniques were reviewed.The present main problem and development prospect of the technology of Raman spectroscopy was put forward.Keywords ：Raman spectroscope;infrared spectroscopy;application;development prospect收稿日期：2010-10-25作者简介：白利涛（1985-），男，在读硕士研究生，主要从事分析检测工作。

新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃制备与Er^(3+)∶2.7 μm中红外发光性能刘银;万杰;肖永宝;禹德朝【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景,在国内外受到了广泛的关注和研究。

低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质,是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。

本文采用熔融-淬冷法制备了掺Er^(3+)新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃,通过热分析、拉曼光谱、透射光谱以及光致发光光谱等对玻璃的热力学、结构、透过波长范围和中红外发光性能进行了表征。

结果表明,Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO玻璃具有较高的玻璃化转变温度(~750℃)、较低的声子能量(~780 cm^(-1))以及较宽的透过波长范围(0.5~5 μm);在980 nm激光激发下,在掺Er^(3+)玻璃中观察到了明显的2.7 μm(Er^(3+)∶^(4)I_(11/2)→^(4)I_(13/2))波段荧光发射。

研究结果表明Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO体系玻璃是一种优良的中红外激光基质材料。

【总页数】9页(P727-735)【作者】刘银;万杰;肖永宝;禹德朝【作者单位】重庆科技大学冶金与材料工程学院;华南理工大学物理与光电学院;重庆大学材料科学与工程学院;上海理工大学光电信息与计算机工程学院【正文语种】中文【中图分类】O482.31【相关文献】1.Yb^(3+)/Er^(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能2.Dy^3+掺杂Ga-Sb-La-S新型硫系玻璃和光纤制备及中红外发光特性3.KYb_(3)F_(10)∶Er^(3+)纳米复合微晶玻璃制备与中红外发光特性4.Er^(3+)/Yb^(3+)/Tm^(3+)/Pr^(3+)共掺碲酸盐玻璃超宽带近红外发光性能研究5.热处理对掺Er^(3+)碲酸盐玻璃近红外发光性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

拉曼光谱的激光功率
拉曼光谱的激光功率需要根据具体应用和实验条件进行选择。

一般来说，拉曼光谱的激光功率在几十毫瓦到几瓦之间。

在某些特殊情况下，如对高灵敏度拉曼光谱测量时，可能需要使用更低的激光功率，以避免光漂白和光损伤。

对于常规的拉曼光谱实验，通常建议使用功率大于300mW的激光器。

这是因为较高的激光功率可以提高拉曼光谱测量的灵敏度和信噪比。

但是，激光功率过高也可能导致样品受到光损伤或光漂白，因此需要根据实验需求和样品性质选择合适的激光功率。

此外，在选择激光功率时还需要考虑激光器的稳定性、波长和光束质量等因素。

一般来说，高稳定性、窄线宽、高光束质量的激光器更适合用于拉曼光谱测量。