拉曼光谱仪在月球探测上的应用

月球是地球的天然卫星，是距离地球最近的地外天体，也是人类迈向深空探测的第一站。研究月球地质样品是理解月球地质演化过程的关键手段之一。通过相关资料已知月岩和月壤中的主要矿物为长石，辉石和橄榄石等等，相较于传统的光谱仪，利用拉曼光谱仪可以对月岩石样品中的组成含量进行测试。

使用中科原子自研的便携式紫外拉曼光谱仪对月球上出现的矿石进行了拉曼光谱的模拟测试，并于其他激光波长下的拉曼光谱图进行对比。

各波长光谱仪的参数设置如下：

利用三种光谱仪对透辉石、斜长石、石英石三种月球中常见岩石进行实测，测试结果如下所示

斜长石的拉曼光谱特征峰479cm^-1,507cm^-1,769cm^-1,820cm^-1,1114cm^-1

石英石的拉曼光谱：特征峰为440cm^-1,606cm^-1,805cm^-1,1060cm^-1

橄榄石的拉曼光谱：特征峰为822cm^-1和854cm^-1

从实测见过可以看出266nm紫外拉曼光谱仪可测得全部矿石的主要拉曼特征峰，785nm和1064nm只能测得部分矿石的主要拉曼峰。这是由于266nm紫外波段处于特殊的日盲光谱区、探测物质具有较大的散射截面和激发光谱与荧光光谱分离的特性，使得其测试结果无背景干扰，无荧光干扰，且信噪比较高。而785nm激发拉曼信号存在一定的荧光干扰；1064nm由于其激发波长较长，所以需要的激发功率更大，其测试时间也需要3~5分钟，而266nm测试样品只需10秒就能得出较好的拉曼谱峰。