分子，由原子組成。原子與原子之間存在了作用力，使分子可以維持一定的結構：化學鍵，因此只要能獲得化學鍵的資訊，不論是有機還是無機物質，就可以得分子的組成與結構。

在微觀世界中，分子具有動能，快速進行肉眼看不到的轉動、振動與伸縮的運動模式。因此，我們可以利用光譜資訊取得分子的振動轉動頻率，得知未知化合物的成分(化學鍵)，進而得到結構資訊。其中，在分子振動轉動光譜中，最常被使用的是IR(紅外線光譜)與拉曼(散射)光譜。分子的運動模式有很多種，除了轉動、振動與伸縮之外，還可以再細分為對稱與不對稱運動。IR光譜為不對稱運動的光譜，而Raman為對稱運動的光譜，因此，在化合物結構分析上，可以使用兩種光譜做比對。但是，IR相較於拉曼在測樣上有著許多限制，如:空氣中水氣與二氧化碳的干擾、無法測量水溶液樣品、攏長的掃描時間…等都是IR相較於拉曼光譜不便的地方。此外，拉曼光譜儀的激發源為雷射，相較於紅外線光譜儀，更容易聚焦於樣品表面和分析目標位置，增加分析的準確性。

 拉曼散射效應：1982年印度C.V Raman博士發現，當固定波長入射光通過正在運動的分子後，由於化學鍵的運動，其散射光波長因極化現象產生偏移。此種散射現象稱為拉曼散射，而C.V Raman博士也因此得到諾貝爾物理獎。利用收集散射光的波長，得知物質的結構與成分。

拉曼光譜中的每一個訊號都代表著對應的化學鍵。科學家或專業分析人員從光譜訊號中得知分子振動或轉動的頻率(能量)，除了得到化學鍵或是官能基的資訊外，也可以確認結構資訊(如：石墨烯的結構對稱性)。對於一般的使用者，得到光譜圖後，利用標準成分圖譜比對或是查閱有機光譜書籍後所附的訊號表，將成分解析出。

拉曼光譜的訊號是基於分子的震動與轉動，具有一定的專一性，因此不論在定性分析、結構分析或是定量分析都有很好的表現和發展。

近幾年來,由於提高在紅外線區的靈敏性CCD檢測器、體積減少功率增加的雷射源、可過濾訊號整合的光學路徑元件以及越做越小的儲存裝置(SD卡)，拉曼光譜越做越小，讓使用者可以隨身攜帶，及時即地進行分析。此外，這種短焦距和大口徑的設計，也降低了螢光背景的干擾。

手持式拉曼光譜儀  (Handheld Raman Instruments) 簡化了複雜的光學路徑與組件。輸出單一雷射光源照射在樣品表面上，產生彈性散射與非彈性散射的散射光，其中非彈性散射光(意指散射光的波長與激發光波長不同)，就是上文提到的拉曼效應。散射光在 90 度(垂直方向)由原路徑濾片、光柵等光徑進入偵測器，得到光譜資訊。儲存在儀器內部的數據經由內建數據庫比對當場得知物質成分，測試當下即得到分析結果。

拉曼光譜的便利性：

使用拉曼光譜儀分析樣品時，無須樣品前處理，也無須顧慮樣品型態(液體、水溶液、固體、粉體…)，直接接觸進行非破壞性檢測。其操作簡單、快速、可重複性量測。相較於紅外線光譜(IR)，水的拉曼散射很弱，因此拉曼光譜是水溶液樣品分析的理想工具，無論是生物、生化樣品(如：蛋白質)或是食品等水溶液樣品都可以提供方便與快速的分析方法。

在 原物料進場時，為了品質控管需要取樣進行分析，為了節省送樣至實驗室分析的等待時間和取樣的手續，使用者可在儀器中建立標準物光譜，在倉庫或擺放現場隔著 透明塑膠袋直接檢測粉體等原料樣品。像是塑膠加工製造商，進了原料塑膠粒子，或是其他塑膠原料，可以簡單採樣或是隔著透明塑膠包裝袋進行初步品質篩檢，是 相當便利和有效率的方法!

拉曼光譜的應用性極廣，不論是有機、無機物質都可以進行分析。搭配日益進步的光學元件，手持式分光光譜儀的設計，便利、準確的手持式拉曼光譜儀可以說是一個行動的分析實驗室!解決了許多分析的手續與等待時間，對於面對大量樣品的分析人員來說絕對是一大利器!

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