拉曼光谱已成为研究二维材料的核心实验工具之一，包括石墨烯、黑磷、过渡金属硫族化合物和其他层状材料。如果仔细控制入射光子和散射光子的偏振，声子模式的拉曼散射的选择规则允许精确的模式分配，这在使用非偏振光的拉曼散射测量中并不总是可能的。此外，低频偏振拉曼光谱可用于确定各向同性平面应变或各向异性二维模的晶体取向。
二维材料低频偏振拉曼测量系统的注意事项
一般来说，拉曼散射光大约比瑞利散射光弱106倍。如果有很大一部分瑞利散射光进入光谱仪，那么光谱仪内部的散射光会产生一个显著的背景信号，这个背景信号会压倒拉曼信号。为防止瑞利散射光进入光谱仪，应使用大于6的组合光密度(OD)的滤光片。传统上采用双级单色器作为滤光片来阻挡瑞利散射光，但其体积较大，传输效率较低。由多种介电材料涂层制成的精密干涉滤光片常用于商用拉曼光谱仪，使用简单，传动效率高。然而，截止频率通常被限制在100波数。基于热折变玻璃的滤光片技术的最新发展使得滤光片的截止频率低至5 波数。这提供了一个独特的机会，使用高通量的单级光谱仪访问低于100波数的低频区域。由于这些体全息布拉格陷波滤波器的典型OD值在3到4之间，因此使用2到3个这样的滤波器可获得最好的结果。
图1给出了基于共焦显微拉曼系统的低频偏振拉曼测量系统。由于二维材料样品非常小和薄，需要结合显微镜系统将激光束聚焦在样品上，并使用后向散射几何，即使用相同的物镜将激光束聚焦在样品上并收集散射光。第一个陷波滤波器既用作分束器，也用作陷波滤波器：它的调谐方式是，在特定的角度下，只有激光波长反射到物镜，而除激光以外的所有波长都被传输。光谱仪入口狭缝前的缺口滤光片进一步去除瑞利散射光。当不需要低频范围时，可以用一个简单的分束器代替第一个陷波滤波器，并可以在入口缝前使用截止频率为100波数的常规陷波滤波器。
图一
为了控制入射光的偏振状态，在物镜前放置一个波片。如果使用半波片，线极化方向可以相对于样品旋转。如果使用四分之一波片，入射的线偏振光状态可以改变为圆偏振或椭圆偏振。在光谱仪前放置另一个偏振器(分析仪)和一个波片，以选择所需的散射光偏振分量。所述分析仪的角度设置为使具有特定偏振的光子通过；由于光栅光谱仪的吞吐量可以产生显著的偏振依赖性，从而使信号的偏振依赖性发生显著扭曲，因此采用半波片来保持进入光谱仪的信号的偏振方向相对于光栅槽方向不变。
由于大多数光学元件都有一定程度的偏振依赖性，因此在设计光学系统时必须谨慎，以获得准确的结果。例如，由于s偏振和p偏振的反射率不同，入射到镜子上的光应该是纯s偏振或p偏振，以避免由于反射而引入椭圆偏振。即使如此小心，也不能完全排除光学元件的退极化效应。物镜的高数值孔径也会导致小的退极化效应。虽然这些影响通常很小，可以忽略不计，但如果需要以更高的精度分析偏振依赖性，则需要基于Stokes-Mueller方法的更仔细的校准程序。
激光束通过显微镜物镜聚焦到样品上，它也收集和准直散射光。用于二维材料的典型激光功率约为100μW，光束尺寸为1μm，以避免局部加热而损坏样品。激发能(波长)应慎重选择。由于共振效应，许多二维材料的拉曼光谱随激发能发生显著变化。在石墨烯的例子中，二维带来自于双(或三重)共振拉曼过程，峰值位置和形状强烈依赖于激发能量，因为二维带中的声子与通常的单声子拉曼过程不同，具有有限的动量。由于散射过程不仅敏感地依赖于所涉及的声子模，而且还依赖于区域边界附近电子带的细节，因此线的形状随着激发能的变化而变化。在各向同性tmd的情况下，强激子效应强烈影响光学性质。当激发能与A或B激子的能量相匹配时，由于强共振效应，许多禁限拉曼模得到增强。Davydov分裂模在某些材料中只在一定的激发能范围内观察到。对于各向异性的二维材料，极化依赖随激发能的变化而变化。
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