Raman spektroskopisi, dalga boylarının radyasyon ve madde arasındaki işlevini inceleyen bir tekniktir. Spesifik olarak, bilim titreşimler ve rotasyonlar gibi düşük frekanslı modları inceler. İşlemin ana yolu, parçacıkların kinetik enerjisini korumadan tek renkli ışığı saçmaktır. Lazer ışığı, bir atom içindeki yapıların titreşimleriyle etkileşime girdiğinde, ışığın kendisindeki bir reaksiyon ortaya çıkar. Bu, bilim adamlarının Raman lazer spektroskopisini kullanarak sistem hakkında bilgi toplamalarına izin verir.
Raman spektroskopisinin arkasındaki temel teori Raman etkisidir. Işık, elektron bulutuyla, bir atomun etrafındaki veya bir elektron arasındaki alanla etkileşime girme amaçlı bir moleküle yansıtılır. Bu, molekülün bir foton olarak bilinen, tek tek ışık birimleri tarafından heyecanlanmasına neden olur. Molekül içindeki enerji seviyesi artar veya azalır. Daha sonra belirli bir bölgeden gelen ışık bir mercekle toplanır ve bir monokromatöre iletilir.
Bir monokromatör, dar bir dalga boyu ışık bandını optik olarak ileten bir cihazdır. Işık bantlarının Rayleigh saçılması olarak bilinen saydam katılar ve sıvılar içinden yayılmaları nedeniyle, lazerden ışığa daha yakın olan dalga boyları dağılırken, titreşim bilgisi ile kalan ışık bir detektör tarafından toplanır.
Adolf Smekal, 1923'te Raman etkisinden saçılan ışığın fikrini öngördü. Ancak, 1928 yılına kadar Sir CV Raman'ın Raman spektroskopisinin arkasındaki olasılıkları keşfetmesi değildi. Gözlemleri, lazer teknolojisinin o zamanlar halihazırda mevcut olmadığı gerçeği nedeniyle öncelikle güneş ışığı ile ilgiliydi. Fotografik bir filtre kullanarak, ışığın frekansın değiştiğini gözlemleyerek tek renkli ışığı yansıtmayı başardı. Raman, 1930'da keşfi için Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.
Raman spektroskopisinin en yaygın kullanım alanları kimya, tıp ve katı hal fiziği alanlarındadır. Moleküllerin kimyasal bağları, işlem boyunca analiz edilebilir ve araştırmacıların, bilinmeyen bileşikleri titreşim frekansı yoluyla daha kolay bir şekilde tanımlamalarını sağlar. Tıpta, Raman lazerleri anesteziklerde kullanılan gazların karışımını izleyebilir.
Katı hal fiziği, çeşitli katıların uyarılmalarını ölçmek için teknolojiyi kullanır. Konseptin gelişmiş versiyonları, hala paketlemede iken sahte ilaçları tanımlamak için kanun uygulayıcılar tarafından da kullanılabilir. Bu, teknolojinin hassasiyetinde sınırlı olduğu ve istenen moleküle ulaşana kadar belirli katmanlardan esas olarak geçmesine izin verildiğinde meydana gelir.
