Рамановская спектроскопия или спектроскопия комбинационного рассеяния — это спектроскопический метод исследования, используемый для определения колебательных мод молекул и вибрационных мод в твёрдых телах, который также служит для определения вращательных и других низкочастотных мод систем[1]. Рамановская спектроскопия обычно используется в химии для получения структурных «отпечатков пальцев», по которым можно идентифицировать молекулы. Метод назван в честь индийского физика Ч. В. Рамана.
Рамановская спектроскопия основана на неупругом рассеянии фотонов, известном как комбинационное рассеяние. В современных спектрометрах используется источник монохроматического света, обычно от лазера в видимом, ближнем инфракрасном или ближнем ультрафиолетовом диапазоне, хотя также можно использовать рентгеновские лучи. Лазерный свет взаимодействует с колебаниями атомов в молекулах, фононами или другими возбуждениями в системе, в результате чего энергия лазерных фотонов смещается в область высоких или низких значений. Сдвиг энергии даёт информацию о колебательных модах в системе. Инфракрасная спектроскопия обычно даёт аналогичную, но и дополнительную информацию.
При измерениях спектра образец освещается лазерным лучом. Электромагнитное излучение от освещённого пятна собирается линзой и проходит через монохроматор. Упругое рассеянное излучение на длине волны, соответствующей лазерной линии (рэлеевское рассеяние), отфильтровывается либо режекторным фильтром, либо краевым фильтром, либо полосовым фильтром, в то время как остальная часть собранного света попадает в детектор.
Спонтанное комбинационное рассеяние света обычно очень слабое; в результате в течение многих лет основная трудность при измерении спектров комбинационного рассеяния заключалась в разделении слабого неупруго-рассеянного света от интенсивного рэлеевского рассеянного лазерного света (так называемое «подавление лазерного излучения»). Исторически сложилось так, что рамановские спектрометры использовали голографические решётки и нескольких ступеней дисперсии для достижения высокой степени подавления лазерного излучения. В прошлом использовались фотоумножители в качестве детекторов для систем с дисперсионным комбинационным рассеиванием, что приводило к длительному времени сбора данных. Однако в современных приборах почти повсеместно используются режекторные или краевые фильтры для подавления лазерного излучения. Сейчас дисперсионные одноступенчатые спектрографы (аксиально-пропускающие или монохроматоры Черни — Тёрнера) в паре с детекторами ПЗС наиболее распространены, хотя спектрометры с преобразованием Фурье также используются с инфракрасными лазерами.