水是生活中一种最基本且最重要的物质, 由于它的一些奇特性质和反常物性, 得到了广泛的研究, 而拉曼光谱是研究水分子结构的一种非常合适的方法, 它通过获得分子的振动和转动信息来理解分子结构和分子间的相互作用。 在常压下测量了-20～-190 ℃温度范围内冰Ih相的表面薄层的拉曼光谱, 实验结果发现随温度降低, 冰Ih相的O∶H范德瓦尔斯键向高波数方向移动, 而O—H极性共价键向低波数方向移动; 且拉曼频移与温度呈线性关系, 通过对不同振动模式的斜率进行比较, 判断其键长的伸缩变化关系, 从而证明了冰Ih相密度随温度的减小而增大, 采用氢键理论（结构）给予了解释。 同时, 发现在-150 ℃时, O—H键反对称伸缩振动模式和O∶H键振动模式的拉曼峰强发生了突变, 这表明冰Ih相发生了相变——冰Ⅺ相（冰Ih的质子有序相）。

本文利用金刚石对顶砧(DAC)和拉曼光谱技术, 测量了四苯基卟啉J聚集体在13 GPa内的高压拉曼光谱, 根据各个拉曼谱带的频移-压强变化曲线得出在13 GPa内Tpp J聚集体无相变发生, 并且高波数(1010~1600 cm-1)和低波数(230~330 cm-1)区的斜率要远大于中等波数(380~1000 cm-1)区, 这表明对应于高波数和低波数区的化学键比中等波数区更具有易压缩性, 并对体积的减小起着重要的作用。根据苯环ψ3 C-C面内伸缩振动模式强度逐渐增强的现象提出了分子弹簧垫圈模型。此外, 这种分子弹簧垫圈的劲度系数可以通过中位取代基团调控。

利用532 nm的脉冲激光进行了水和重水受激拉曼散射研究, 不仅实现了O—H和O—D的伸缩振动受激拉曼散射, 同时还实现了晶格振动的受激拉曼散射。 水在激发光能量为130 mJ时出现低频受激Stocks和Anti-Stoks 313 cm-1谱线;重水在激发光能量为160 mJ时出现低频受激Stocks和Anti-Stoks 280 cm-1谱线。 利用激光诱导等离子体解释了这种拉曼散射增强模式。

测量了CCl4和CS2分子的Raman光谱。用Bertran理论和群论等相关理论对其光谱强度进行了分析,获得了发生费米共振分子的拉曼光谱强度的特殊规律,(1)发生费米共振的基频和倍频(和频)间发生能量转移,两光谱强度大小相互接近,当发生费米共振的基频和倍频(和频)间距离很小时,两发生费米共振的光谱强度相等(R=1);(2)能出现倍频光谱强度高于其基频光谱强度;(3)也会观测到费米共振光谱,而观测不到参与费米共振的和频中的基频光谱。 此研究对化学、材料科学中的分子结构、材料成分等研究中的谱线认证、归属有很好的参考价值。

拉曼光谱是研究水中生物分子重要的有效方法之一，然而由于拉曼散射截面小，特别是水分子的电子激发态能级高，因此水中生物分子的拉曼光谱测量甚为困难。将液芯光纤技术和共振拉曼技术结合起来，可大幅度提高拉曼光谱强度。实验中用可以获得最大的共振拉曼光谱强度的514.5nm Ar^+离子激光激发，分别用石英和Teflon液芯光纤对水中β-胡萝卜素生物分子进行了痕量检测研究。结果表明应用石英液芯光纤和Teflon液芯光纤可分别检测浓度为10^-7～10^-9mol·L^-和10^-9～10^-10mol·L^-1的β-胡萝卜素。

研究了CCl4的ν1+ν4与ν3的费米共振现象。结果表明ν1振动频率是影响费米共振红外和拉曼光谱特性参数(峰位差Δ, 耦合系数W, 光谱强度比R, 非谐力常数K等)的主要因素, 而其光谱强度大小却与这些参数无直接关系。本文用Berttran理论和群论对这一结果给以解释。该研究对理解费米共振现象和分子结构研究中的谱线归属等有参考价值。

动物丝纤维的特殊性能与丝蛋白的构象密切相关, 本文对蜘蛛牵引丝的不同溶剂下的收缩率和水处理的构象变化进行了研究。水中蜘蛛丝收缩最大, 达到50%; 通过红外光谱分析, 对水处理的丝蛋白的构象进行了研究, 结果表明丝蛋白β折叠结构增加, 而β转角变化很小。氢键受到水分子的影响高频组份与低频组份比例发生变化, 进而对酰胺I谱带的C=O的振动的频率产生影响, 使C=O的电子云密度降低, 酰胺I频率向低频方向发生移动,这说明酰胺I的振动频率与氢键是紧密相关的。