巧用拉曼光譜測顏料（三）實驗測量顏料要注意什么？

在對顏料進行拉曼光譜分析時，考慮到繪畫藝術品的珍貴性，首先要保證是“無損”的，這就要求在選擇激發激光的功率是要盡量小，避免因激光造成的光破壞，光分解以及樣品的結構改變。實驗中通常使用一組不同透過率的中性濾光片以調節照射到樣品上的激光功率，一般情況下，顯微鏡下樣品上功率小于1 mW是一個安全臨界值。某些場合，退焦是一種避免光破壞的有效方法。同時，為了得到足以識別顏料的光譜結果，在測量時可以通過延長積分時間和多次累積平均來提高光譜信噪比。

正確選擇拉曼測量的激發激光波長，也是實驗成功的重要因素。一方面拉曼散射的強度與激發波長成反比，因此短波長激光效率更高但容易出現熒光，損壞樣品；長波長激光雖然能回避熒光，卻存在樣品加熱效應。另一方面顏料樣品都是有色的，這意味著它們大都存在著特定的光吸收效應，如果波長選擇不當，拉曼信號就會被熒光信號所掩沒，為了避免熒光，擁有多種激發波長是必不可少的。圖1所示為某種顏料在不同波長激光激發下的拉曼光譜對比，可以看出，波長對實驗結果至關重要。

不同波長激發的孔雀石綠的拉曼光譜：紅色：785nm，藍色：633nm綠色：514nm.

目前，顯微拉曼測量可供選擇的激發激光波長涵蓋了從近紫外到近紅外的光譜范圍（可供選擇的有244nm, 325nm, 488nm, 514nm, 532nm, 633nm, 785nm, 1064nm等波長的激光）。根據研究人員大量的實驗探索，對于有色顏料樣品，激發波長選擇原則是：使用比樣品顯色波長更長的激發光。例如，對紅、黃、白色顏料，推薦使用633 nm，785 nm激發；而對綠、藍色顏料，推薦使用514 nm，532 nm激發。

由于實際中顏料樣品都不是化學上純凈的物質，為保證獲得顏料顯色物相的光譜，通常需要在顯微鏡下選擇多個測量點采集光譜，通過比較分析排除來自雜質的信號。再者，開放式顯微鏡適合測量體積較大的樣品，利用光纖可以對不便移動的樣品開展現場在位測量。

中國古代藝術品與中國傳統文化、傳統藝術以及歷史上不同的各個時期的科學技術發展狀況密不可分，通過研究這些藝術品，人們可以看到中國文化中富有生機的精華，以及蘊涵的生生不息的民族精神。顯微拉曼光譜分析技術非常適合對古代藝術品文物的顏料以及相關物種進行鑒別分析，這些結果對古代藝術品文物的鑒定、辨偽、斷代、產地、價值評估、加工工藝以及時間演化提供科學依據，可以為預防顏料變色及對文物進行保護提供相應的科學依據，為其保護和修復提供重要建議。