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傅里叶变换红外光谱仪组成与原理是什么?
发表时间:2021-03-23     阅读次数:     字体:【

一、傅里叶变换红外光谱仪组成

傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光谱仪主要由红外光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算

机数据处理系统、记录系统等组成,是干涉型红外光谱仪的典型代表,不同于色散型红外仪的工作原理,它没有单色器和狭

缝,利用迈克尔逊干涉仪获得入射光的干涉图,然后通过傅里叶数学变换,把时间域函数干涉图变换为频率域函数图(普通

的红外光谱图)。

(1)光源:傅里叶变换红外光谱仪为测定不同范围的光谱而设置有多个光源。通常用的是钨丝灯或碘钨 灯(近红外)、

硅碳棒(中红外)、高压汞灯及氧化钍灯(远红外)。

(2)分束器:分束器是迈克尔逊干涉仪的关键元件。其作用是将入射光束分成反射和透射两部分,然后 再使之复合,如果

可动镜使两束光造成一定的光程差,则复合光束即可造成相长或相消干涉。

对分束器的要求是:应在波数v处使入射光束透射和反射各半,此时被调制的光束振幅最大。根据使用 波段范围不同,在不

同介质材料上加相应的表面涂层,即构成分束器。

(3)探测器:傅里叶变换红外光谱仪所用的探测器与色散型红外分光光度计所用的探测器无本质的区 别。常用的探测器有

硫酸三甘钛(TGS)、铌酸钡锶、碲镉汞、锑化铟等。

(4)数据处理系统:傅里叶变换红外光谱仪数据处理系统的核心是计算机,功能是控制仪器的操作,收集 数据和处理数据。

二、傅里叶变换红外光谱仪原理

特定频率的红外光照射被分析试样,如果分子中有某个基团的振动频率与照射的红外线频率一致是便会产生共振并吸收一定

量的红外光,仪器记录仪便会记录这个分子的吸收情况,这样便能够得到试样成分的特征光谱,傅里叶红外光谱仪便是利用

这一原理来推断化合物的类型与结构。


红外谱图的获取方法是检测器探测透过样品后带有信息的干涉光,经过信号处理后获取谱图。干涉光的产生是通过红外光源

发射出的红外光入射到光束分裂器(类似半反半透镜)上,红外光将分成两束光分别到定镜与动镜上。由于动镜是在一定距离范

围内匀速运动的,因此两束光形成光程差,在返回分束器的时产生干涉。这种测试方法能够对不同状态的样品进行测量(固

、液、气),并且解决了色散型光谱分析光能量输出小、测量耗时长、分辨率低等缺点。目前傅里叶红外光谱仪以广泛用于

科研、学术、分析等领域。傅里叶红外光谱仪由红外灯源、光阑、干涉仪、样品室、检测器以及各种红外反射镜、数据处理

系统等。


 
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