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라만과정의 단열조작과 초단펄스광발생 제어기술

전문가 제언: ○ 라만분광법은 입사광원의 파장에너지의 종류에 따라 노말 라만분광법(normal Raman spectroscopy)과 공명 라만분광법(resonance Raman spectroscopy)으로 구별될 수 있다. 라만 시그널의 세기는 진동수에 비례하고, 분자의 두 전기에너지 간격에 해당하는 공명에너지와 실제 사용된 입사광 에너지의 차(ΔE)에 반비례한다.

– 그러므로 진동수가 큰 짧은 파장과 공명에너지에 해당하는 파장을 입사광으로 사용하면 대단히 큰 시그널을 얻을 수 있다. 공명에너지와 입사광 에너지 차, ΔE가 0에 가까운 공명에너지를 입사광으로 사용하는 라만분광법이 공명 라만분광법이다.

– 공명 라만분광법은 시그널을 크게 얻을 수 있고 입사광의 파장에 따라 특유한 밴드(unique band)를 얻을 수 있는 모드 선택성이 있지만 분석하고자 하는 분자가 그 파장에서 형광을 나타낼 경우 라만밴드의 관찰이 어렵다는 단점이 있다.

– 노말 라만분광법은 공명에너지가 아닌 장파장의 에너지를 입사광으로 사용하기 때문에 형광을 줄일 수 있고 시그널이 분자수에 비례하므로 정량분석을 할 수 있다는 장점이 있으나 시그널이 너무 작다. 이러한 단점을 해결하는 방법으로는 분산법(dispersive method)보다는 재현성이 좋고 시간이 단축되는 FT-Raman 분광법이 적합하다.

○ 미국 Berkeley대학에서는 펨토 초(10-15sec) 레이저 펄스여기 라만분광기를 개발하였다. 이 장치를 이용하여 발생시간이 피코 초(10-12sec)보다 짧은 화학반응 시스템에 빛을 비출 수 있어 광자 흡수 후 발생하는 시각색소 시홍소(rhodopsin)의 배치변화를 상세히 연구하여 생체분자가 빛을 어떻게 다른 형태의 에너지로 변화시키는지 알게 되었다.

○ 우리나라의 대학과 연구소에서도 분광측정 연구와 실험이 꾸준히 진행되고 있는데 분광측정의 경험과 자료는 여러 분야의 산업진단에 응용되며 특히 코히어런트 라만분광기는 반도체 산업에서 처리공정(글로우 방전 등)을 진단하고 분석하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

저자: Masayuki KATSURAGAWA
자료유형: 학술정보