傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）和拉曼光谱仪（Raman Spectroscopy）是现代分析化学技术中常用的两种非破坏性检测方法。它们都可以通过物质与特定波长的电磁辐射相互作用，反射、散射或透过来获取样品信息。然而，它们使用不同类型的辐射并依靠不同机制产生信号响应。本文将介绍这两种方法以及它们与红外光谱和拉曼光谱之间存在的三个关系法则。

### 基本原理

#### FTIR

FTIR是一种基于样品吸收在整个可见到远红外区域内所有频率上发生变化而产生一个连续模拟信号的技术。当一束广泛频率范围内连续变化且强度恒定的辐射通过待测物，被部分吸收后剩余辐射进入干涉计进行激励源补偿，补偿信号与标准干涉次数的相位差作为样品吸收光谱。FTIR可以用于检测材料中存在的化学键和它们之间的相互作用，对分析化学、纳米技术、生物医学和环境科学等领域都有广泛应用。

#### Raman

Raman是一种通过激发（通常是激光）样品分子振动而产生响应信号的技术。拉曼散射原理基于布喇格衍射，将入射辐射经过横向振荡后重新排列成不同角度上出现强度极小且很容易受到经过其前方辐照的微粒散射影响而被观察到的光量。运行模式包括共聚焦（confocal）、非接触性（standoff）和显微镜法等多种方法。Raman主要侧重于以结构为中心探究化合物并提供具体细节信息如键长、角度、离子态变形程度及晶格缩放情况等。

### FTIR与Raman比较

- 波长选取：FTIR使用红外区域研究物质，因此只能探测那些在中红外到远红外区域吸收较强的化学键，如C-H、O-H、N-H、C=O和C≡N等。而Raman则选择不同泵浦激光可检测涉及多种振动模式（旋转和振荡）的样品。

- 灵敏度：FTIR一般比Raman灵敏度高，因为它依靠与样品相互作用后产生的整合效应响应。然而，在某些特定情况下（如非常透明或表面粗糙），Raman可能会更好地探测低浓度分子信号。

- 分析能力：FTIR可以提供有关物质本身所包含化学键以及这些键之间交互作用的信息；而拉曼则是通过观察斯托克斯/反斯托克斯线来确定样品结构，并且不能弥补由于旁路耦合导致谱线失真的缺陷。

### FTIR与拉曼共同点

虽然两种技术具有很大差异，但它们也存在许多优点：

1. 非破坏性: 无需处理或准备材料即可进行测试；

2. 反映材料结构性质: FTIR可以捕捉材料的分子结构和特征，而拉曼激光可以检测非晶态物质、氧化态不稳定物种或生物样品；

3. 适应性强: 这两种技术对于多种材料都有适应能力，并且相对容易可用。

### 结论

以上三点比较表明了FTIR与Raman在实际测试中具有显著优势。虽然它们存在少量差异，但依靠这些方法互为补充，就可以最大限度地提高各自的受测样本区分度及确定基团信息等准确性， 提供更为明确全面的结构表达结果。

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