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作为一项多学科交叉、多学科融合的技术，Raman光谱正处于一个全新的发展阶段，它的理论和应用研究面临着许多新的发展机遇。目前，增强机理和分析方法以及数据处理是Raman光谱研究领域中的三个热点课题。本文就是针对这三个课题进行研究的。由于信号很弱，Raman光谱技术要实现广泛应用的目的，必须依靠某种增强效应。1974年首次发现的表面增强Raman散射（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）效应对散射光有106甚至1014的增强，极大地促进了Raman光谱技术的发展。但是SERS只能发生在表面粗糙的过渡金属基底表面，这严重限制了它的应用范围。此外，基底微观结构的复杂性增加了SERS增强机理研究的难度，以至于迄今为止仍没有一个成熟的理论。为了解决这两个问题，研究者除了加紧研制可控的、有序的和高增益的基底外，还积极探索其他表面增强技术。正是在这种背景下，针尖增强Raman光谱（Tip-Enhanced Raman Spectroscopy，TERS）技术产生了。TERS不仅继承了SERS高增强因子的优点，而且它的增强效应是由一个结构简单的针尖实现的，这便于对其增强机理进行研究。此外，TERS还具有很高的空间分辨率。TERS技术大大扩展了Raman光谱的应用范围，使之可以用来研究表面平滑的或无SERS活性的基底。由于TERS研究刚刚起步，它的应用和理论研究仍有待进一步深化。本文从介电常数的角度研究了TERS的增强机理，讨论了针尖的材料和形状对共振频率和增强因子的影响，并分析了针尖到样品距离对增强因子的影响，以及共振时针尖增强因子与散射光频率的关系。得到的结论如下：1．在金、银、铜、铁、钴和镍六种过渡金属针尖中，银针尖的增强效果最显著，共振效应最明显；铁、钴和镍针尖的增强因子较小，而且当入射光频率改变时，增强因子变化不大，共振效应不明显。2．针尖形状对增强因子的影响很大。椭球状针尖在长轴端点处的增强因子比圆球状针尖外表面处的大，而且随着椭球长短轴比例的增加，共振频率降低，增强因子迅速增加，避雷针效应明显。3．针尖距离样品越近，增强效果越明显。4．满足共振条件时，针尖对不同频率散射光有不同的增强效果。散射光的Raman频移越小，得到的增强越明显。对物质进行定性和定量分析是Raman光谱技术研究的重要目的。定性分析要求对Raman光谱的特征峰进行指认，使之与分子的振动模式对应起来。然而，分子振动的复杂性给Raman特征峰的指认带来了很大的困难。本文对结构相似的甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的Raman光谱特征峰进行了指认。在此基础上，对含有这五种有机物的混合物溶液进行了成分鉴定。结果表明，这五种有机物均可被检测出来。尽管理论分析表明物质的Raman光谱强度与其浓度之间存在线性关系，但在实际应用中，Raman光谱强度会受到很多因素的干扰，如外界环境和仪器稳定性。内标法可在一定程度上减小这些因素的干扰。本文对内标法用于Raman光谱定量分析的可行性进行了验证。结果表明，内标和待测样品的Raman特征峰强度IA和IB的比值由它们的浓度CA和CB的比值决定，而且CA／CB与IA／IB之间存在很好的线性关系。由于Raman光谱通常会受到各种噪声的干扰，在利用Raman光谱对物质进行分析之前，有必要先对含噪光谱进行降噪处理。本文利用小波变换技术对Raman光谱的散粒噪声和荧光背景进行消除，并针对这两种噪声能量分布不均匀的特点，提出了间隔阈值降噪法。通过与传统的全局阈值法的降噪结果进行对比，发现间隔阈值法在消除散粒噪声和荧光背景方面更加有效。