共聚焦拉曼光谱仪：如何用一束光，看清材料的“分子身份证”？

一、工作原理
当激光照射样品时，极少部分光子会与分子发生能量交换，产生拉曼散射。其频率变化直接反映分子化学键信息。“共聚焦”设计通过精密针孔仅收集微区信号，实现精准的成分分析与三维成像。

二、应用场景

• 材料科学：分析半导体缺陷、纳米材料改性、监测高分子老化；

• 生物医学：无损检测活细胞内蛋白质、脂质分布，助力疾病研究；

• 文物保护：鉴定古代颜料成分，解析陶瓷工艺，为修复提供依据；

该技术适用性极广，固体、液体、气体样品均可检测，无需复杂前处理。

三、 案例分享

场景： 在采用热丝CVD法制备金刚石薄膜的工艺优化中，需准确表征薄膜内金刚石相的分布均匀性，并检测可能存在的非金刚石碳相及工艺引入的缺陷。

解决方案： 使用共聚焦拉曼光谱仪对薄膜样品进行面扫描Mapping分析，同步采集1332 cm-1处的金刚石特征峰强度，以及1.95 eV与1.77 eV处的缺陷相关发光谱带。

成果： 成功实现了金刚石相空间分布的精准可视化，明确识别出石墨烯含量较高区域与金刚石生长不均问题，并同步定位了氮空位缺陷及热丝污染的区域分布，为工艺改进与缺陷控制提供了直接的图像依据。