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基于印度科學家C.V.拉曼（Raman）發現拉曼散射效應：不同的入射光頻率的散射光譜進行分析所得到的分子振動、轉動的信息，并應用于分子結構分析研究的一種分析方法，稱為拉曼光譜（Raman spectra）。

拉曼光譜優點：提供快速、簡單、可重復、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量；水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學化合物的理想工具；拉曼一次可以同時覆蓋50-4000波數的區間，可對有機物及無機物進行分析，相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器。

化學結構分析中，獨立的拉曼區間的強度可以和功能集團的數量相關；因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常規拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。。這是拉曼光譜相對常規紅外光譜一個很大的優勢。而且，拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品；共振拉曼效應可以用來有選擇性地增強大生物分子特個發色基團的振動，這些發色基團的拉曼光強能被選擇性地增強1000到10000倍。 

拉曼光譜可以用來分析很多不同類型的樣品，通常包括以下種類：

• 固體、粉末、液體、膠體、軟膏、氣體；

• 無機材料、有機材料、生物材料；

• 純物質、混和物、溶液；

一般來說，拉曼不適合分析以下樣品：金屬及其合金。

目前拉曼光譜應用的典型例子包括：

• 藝術品和考古——顏料、陶瓷以及寶石的表征與鑒定；

• 碳材料——碳納米管的結構與純度、缺陷/無序度表征；

• 化學——結構、純度、反應監控；

• 地質學——礦物鑒別和分布、包裹體、相變；

• 生命科學——單個細胞或組織表征，藥物、疾病診斷；

• 藥學——藥物成分均勻性和組分分布；

• 半導體——純度、摻入成分、應力。