La óptica de un especrtómetro Raman explicada  

A continuación hay que separar la luz para poder determinar con precisión cómo ha interactuado con la muestra. Para separar la luz, se utiliza una red de difracción. Cuando la luz incide sobre una red de difracción, las diferentes longitudes de onda de la luz salen de la red de difracción en direcciones ligeramente diferentes. Esto ocurre porque el ángulo de la luz al salir de la red de difracción está directamente relacionado con la longitud de onda de la luz.

A partir de ahí, la luz separada se envía a un detector CCD. Dado que cada longitud de onda de la luz que sale de la red de difracción viaja con un ángulo ligeramente diferente, cada longitud de onda de la luz termina en un punto diferente del detector. El detector capta entonces esa información, creando esencialmente una "foto" de la luz Raman dispersada que se utiliza en última instancia para crear el espectro Raman.

El láser más utilizado en la espectroscopía Raman es un láser verde de 532 nm, ya que estos láseres ofrecen una gran sensibilidad a un bajo coste. Cuanto más corta sea la longitud de onda del láser, mayor será la sensibilidad. Por lo tanto, para experimentos que requieran una sensibilidad muy alta, debería utilizarse en su lugar un láser azul de 488 nm, más caro.

Sin embargo, la sensibilidad no es el único factor que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un láser. Los láseres con una longitud de onda más corta tienen más probabilidades de provocar fluorescencia en la muestra, lo que interfiere con el espectro Raman. Por tanto, si una muestra presenta fluorescencia cuando se utiliza un láser de 532 nm, a menudo funcionará mejor un láser infrarrojo de 785 nm. Dado que el láser de 785 nm no provocará fluorescencia en la mayoría de las muestras, es un láser muy versátil para la mayoría de los experimentos, a costa de cierta sensibilidad.  

Sin embargo, los láseres de mayor longitud de onda tienden a generar más calor, lo que podría dañar la muestra. Esto puede mitigarse disminuyendo la potencia del láser, lo que a su vez, por desgracia, disminuye aún más la sensibilidad Raman. Por eso, un láser de 633 nm es una buena opción para algunos experimentos, ya que la longitud de onda es lo suficientemente larga como para evitar la fluorescencia, pero más corta que la del láser de 785 nm, por lo que no calentará tanto la muestra.

La red de difracción del interior del espectrómetro Raman dispersa las diferentes longitudes de onda de la luz Raman en el espacio antes de que lleguen al detector CCD. El grado de dispersión de la luz puede ajustarse modificando el número de líneas de la red de difracción. Las redes de difracción con una mayor densidad de líneas, es decir, más líneas por milímetro, harán que la luz se disperse más, lo que equivale a una mayor resolución espectral.

Controlar cómo se propaga la luz a través del detector es muy útil para examinar diferentes partes del espectro Raman. Examinar el rango Raman completo (100 - 3500 cm-1) requiere observar una amplia gama de longitudes de onda. Por eso se necesita una red con una densidad de líneas menor, ya que las redes de difracción con una densidad de líneas menor no dispersan tanto la luz, por lo que puede llegar al detector una gama más amplia de luz.

Examinar una pequeña parte del espectro requiere una red de difracción con una mayor densidad de líneas, lo que hace que la luz se disperse más. Esto significa que llegará menos luz al detector en general, pero podremos examinar partes específicas del espectro con más detalle, por ejemplo, con mayor resolución espectral.

Si se cambia el láser para un experimento Raman, es muy probable que también haya que cambiar la red de difracción.  Aunque los desplazamientos Raman de una muestra siempre serán los mismos, la longitud de onda del láser influye en la longitud de onda de la luz Raman dispersada que llega al detector.

Si se utiliza un láser con una longitud de onda más corta, la luz Raman dispersa resultante tendrá luz con longitudes de onda muy próximas. Esto significa que los láseres con una longitud de onda más corta necesitan una red de difracción con una mayor densidad de líneas para dispersar la luz más a través del detector. Los láseres con longitudes de onda más largas crean una luz dispersa más dispersa, por lo que se debe utilizar una red de difracción con una densidad de líneas más baja.

En cuanto a la frecuencia con la que hay que cambiar las redes, hay que tener en cuenta que son muy delicadas y pueden estropearse fácilmente si entran en contacto con disolventes o incluso con la grasa de las huellas dactilares. Por suerte, los espectrómetros Raman modernos tienen varias redes en una torreta que se pueden cambiar automáticamente.

También hay que tener en cuenta que el espectrómetro Raman debe calibrarse siempre después de cambiar la red. Esto se debe a que la torreta de la red puede no girar siempre hacia el mismo punto, lo que significa que la luz que sale de la red de difracción puede acabar en partes ligeramente diferentes del detector. Para calibrar el espectrómetro, se mide una muestra de referencia con picos conocidos. Las referencias típicas son una lámpara de neón, argón o mercurio.

Optimizar un experimento Raman suele ser un juego de equilibrios. Los distintos láseres tienen puntos fuertes y débiles diferentes. La elección de una red de difracción u otro componente del espectrómetro que aumente la resolución del espectro suele reducir la sensibilidad. Sin embargo, si se tienen en cuenta todos estos factores a la hora de configurar un experimento, se obtendrán espectros de alta calidad para una amplia gama de muestras.