라만 프로브는 라만 분광기의 핵심 부품으로, 주로 레이저를 통해 샘플을 자극하여 라만 산란을 발생시키고, 산란 광선의 주파수 신호를 수집하고 분석하여 샘플의 분자 구조나 화학 성분을 식별하는 데 사용된다.
라만 산란 현상에 근거하여, 레이저 빔이 샘플에 비출 때, 작은 부분의 빛과 샘플 중의 분자가 상호 작용하여 에너지 전이가 발생하여 일부 광자의 에너지가 감소하거나 증가하여 라만 산란 빛을 형성한다.라만광은 시료 분자 진동 정보를 담고 있으며, 라만 스펙트럼 분석을 통해 시료 화학성분, 구조, 상태 등의 정보를 얻을 수 있다.광섬유는 레이저 빔을 샘플에 전송하고 라만 광신호를 수집하는 역할을 한다.
핵심 기능
레이저 자극: 레이저를 통해 빛을 샘플 표면에 초점을 맞추어 분자 진동을 유발하고 특징 라만 산란을 발생시킨다.
신호 수집: 렌즈 시스템을 이용하여 산란된 빛을 검측기 (예: 광섬유 분광기) 에 초점을 맞추어 고감도 검측을 실현한다.
무손상 분석: 샘플의 완전성을 유지하는 전제하에 피부, 생물조직 등 생체 샘플의 화학 구성을 검사할 수 있다.
라만 프로브는 라만 산란 효과에 기반한다: 레이저가 샘플을 비출 때 분자 진동은 광자 에너지 변화를 초래하여 주파수 오프셋의 산란 광 (라만 신호) 을 생성한다.프로브는 다음과 같은 세 가지 기능을 수행해야 합니다.
레이저 초점 및 전송: 렌즈를 통해 레이저를 광섬유에 결합하여 샘플 표면 (예: 고체, 액체 또는 가스) 에 초점을 맞춥니다.
신호 수집 및 필터링: 산란광에서 라만 신호를 수집하고 함파 필터나 홀로그래프를 통해 강도가 10⁶배 높은 릴리 산란광을 필터링하여 신호가 잠기지 않도록 한다.
광섬유 전송 및 검측: 필터링된 신호를 광섬유를 통해 분광기로 전송하고 탐측기를 거쳐 전신호로 변환하여 라만 스펙트럼 그래프를 생성한다.