La spectroscopie Raman est une technique permettant d’étudier la fonction des longueurs d’onde entre le rayonnement et la matière. Plus précisément, la science étudie les modes basse fréquence tels que les vibrations et les rotations. Le procédé principal fonctionne en diffusant de la lumière monochromatique sans préserver l’énergie cinétique des particules. Lorsque la lumière laser interagit avec les vibrations des structures d’un atome, il en résulte une réaction au sein de la lumière elle-même. Cela permet aux scientifiques de recueillir des informations sur le système à l’aide de la spectroscopie laser Raman.
La théorie de base derrière la spectroscopie Raman est l’effet Raman. La lumière est projetée sur une molécule dans le but d’interagir avec le nuage d’électrons, la zone autour d’un ou entre les électrons d’un atome. Cela provoque l’excitation de la molécule par des unités individuelles de lumière, appelées photon. Le niveau d’énergie dans la molécule est augmenté ou diminué. La lumière provenant de l’emplacement particulier est ensuite collectée avec une lentille et transmise à un monochromateur.
Un monochromateur est un appareil qui transmet optiquement une bande de longueur d’onde étroite de la lumière. En raison du fait que des bandes de lumière diffusent à travers des solides et des liquides transparents, connue sous le nom de diffusion Rayleigh, les longueurs d’onde les plus proches de la lumière du laser sont dispersées, tandis que la lumière restante contenant les informations vibratoires est collectée par un détecteur.
Adolf Smekal a prédit l’idée de la diffusion de la lumière à travers l’effet Raman en 1923. Cependant, ce n’est qu’en 1928 que Sir CV Raman a découvert les possibilités de la spectroscopie Raman. Ses observations portaient principalement sur la lumière du soleil en raison du fait que la technologie laser n’était pas facilement disponible à l’époque. À l’aide d’un filtre photographique, il a pu projeter une lumière monochromatique tout en observant que la lumière changeait de fréquence. Raman a reçu le prix Nobel de physique pour sa découverte en 1930.
Les utilisations les plus courantes de la spectroscopie Raman se situent dans les domaines de la chimie, de la médecine et de la physique du solide. Les liaisons chimiques des molécules peuvent être analysées tout au long du processus, permettant aux chercheurs d’identifier plus facilement des composés inconnus grâce à la fréquence de vibration. En médecine, les lasers Raman peuvent surveiller le mélange de gaz utilisé dans les anesthésiques.
La physique du solide utilise la technologie pour mesurer les excitations de divers solides. Des versions avancées du concept peuvent également être utilisées par les forces de l’ordre pour identifier les médicaments contrefaits alors qu’ils sont encore dans leur emballage. Cela se produit lorsque la technologie est limitée dans sa sensibilité et autorisée à traverser essentiellement certaines couches jusqu’à ce qu’elle atteigne la molécule souhaitée.