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考古出新招 无损地探秘古代艺术品

善用拉曼光谱测颜料


时间:2017-06-15 作者:马致远
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壁画上黑色颜料的拉曼光谱, 325 nm激光激发


壁画上黄色颜料以及标准黄赭石的拉曼光谱, 785nm激光激发
壁画表面结晶物以及地仗层的拉曼光谱, 785nm激光激发


实验测量颜料的拉曼光谱时要注意什么?

    在对颜料进行拉曼光谱分析时,考虑到绘画艺术品的珍贵性,首先要保证是“无损”的,这就要求在选择激发激光的功率是要尽量小,避免因激光造成的光破坏,光分解以及样品的结构改变。实验中通常使用一组不同透过率的中性滤光片以调节照射到样品上的激光功率,一般情况下,显微镜下样品上功率小于1 mW是一个安全临界值。某些场合,退焦是一种避免光破坏的有效方法。同时,为了得到足以识别颜料的光谱结果,在测量时可以通过延长积分时间和多次累积平均来提高光谱信噪比。
    正确选择拉曼测量的激发激光波长,也是实验成功的重要因素。一方面拉曼散射的强度与激发波长成反比,因此短波长激光效率更高但容易出现荧光,损坏样品;长波长激光虽然能回避荧光,却存在样品加热效应。另一方面颜料样品都是有色的,这意味着它们大都存在着特定的光吸收效应,如果波长选择不当,拉曼信号就会被荧光信号所掩没,为了避免荧光,拥有多种激发波长是必不可少的。图1所示为某种颜料在不同波长激光激发下的拉曼光谱对比,可以看出,波长对实验结果至关重要。
不同波长激发的孔雀石绿的拉曼光谱:红色:785nm,蓝色:633nm绿色:514nm.

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