傅立叶变换红外光谱仪的基本原理
傅里叶变换红外光谱仪的基本原理
傅里叶变换红外光谱仪的基本原理傅里叶变换红外光谱仪是一种广泛应用于化学、材料科学、生物学等领域的重要分析仪器。
它利用傅里叶变换技术,将红外光通过样品后得到的复杂光谱转化为可以进行分析的谱图,从而实现对样品成分的定性和定量分析。
下面将详细介绍傅里叶变换红外光谱仪的基本原理。
1.光源傅里叶变换红外光谱仪中的光源通常采用稳定、强度可调的红外激光器,发出一定波长的红外光。
不同样品需要使用不同波长的红外光进行检测,因此光源的波长范围和稳定性对分析结果至关重要。
2.样品室样品室是傅里叶变换红外光谱仪的核心部分,用于放置待测样品。
样品可以是固体、液体或气体,但需要保证在测量过程中样品的状态保持不变。
样品室内部通常装有温度和湿度控制装置,以保证样品的稳定性和测试结果的准确性。
3.干涉仪干涉仪是傅里叶变换红外光谱仪的关键部件,它将光源发出的红外光进行干涉,形成干涉图。
干涉图反映了红外光的相位和振幅变化,后续通过傅里叶变换将这些信息转化为可以进行分析的谱图。
常用的干涉仪有Michelson干涉仪和Fabry-Perot干涉仪。
4.采集和调制在傅里叶变换红外光谱仪中,采集和调制系统负责对干涉图进行采集和调制。
干涉图是一个随时间变化的信号,需要通过采集系统将其转换为数字信号,然后进行进一步处理。
调制系统则负责对干涉图进行调制,以增加信号的信噪比和减小误差。
5.傅里叶变换傅里叶变换是傅里叶变换红外光谱仪的核心算法。
它将采集到的干涉图进行数学变换,将时域信号转换为频域信号。
简单来说,傅里叶变换可以将一个随时间变化的信号分解成多个固定频率的成分,从而方便对信号进行分析和解谱。
6.数据处理和谱图显示经过傅里叶变换后,得到的是频域信号,可以将其进行处理并生成谱图。
数据处理部分负责对干扰信号进行过滤和处理,提高谱图的准确性和可靠性。
谱图显示部分则将处理后的数据以图形方式呈现出来,方便用户进行观察和分析。
总之,傅里叶变换红外光谱仪利用光源发出红外光,通过样品室中的样品后得到干涉图,经过采集和调制、傅里叶变换、数据处理和谱图显示等步骤,最终得到可以进行分析的谱图。
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用
傅里叶红外光谱仪工作原理及应用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,简写为FTIR Spectrometer),简称为傅里叶红外光谱仪。
它不同于色散型红外分光的原理,是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪,主要由红外光源、光阑、干涉仪(分束器、动镜、定镜)、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
可以对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
FTIR工作原理:光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜。
两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,动镜以一恒定速度作直线运动,因而经分束器分束后的两束光形成光程差,产生干涉。
干涉光在分束器会合后通过样品池,通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器,然后通过傅里叶变换对信号进行处理,最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
FTIR主要特点:1.信噪比高:傅里叶变换红外光谱仪所用的光学元件少,没有光栅或棱镜分光器,降低了光的损耗,而且通过干涉进一步增加了光的信号,因此到达检测器的辐射强度大,信噪比高。
2. 重现性好:傅里叶变换红外光谱仪采用的傅里叶变换对光的信号进行处理,避免了电机驱动光栅分光时带来的误差,所以重现性比较好。
3. 扫描速度快:傅里叶变换红外光谱仪是按照全波段进行数据采集的,得到的光谱是对多次数据采集求平均后的结果,而且完成一次完整的数据采集只需要一至数秒,而色散型仪器则需要在任一瞬间只测试很窄的频率范围,一次完整的数据采集需要十分钟至二十分钟。
简单来说,红外光谱具有特征性强、分析快速、不破坏试样、试样用量少、操作简便、能分析各种状态的试样、分析灵敏度较高、应用范围广(固态、液态或气态样品都能应用;无机、有机、高分子化合物均可检测)等特点,其与色谱(GC-IR)联用或TGA(TGA-IR)联用,定性功能强大。
傅里叶红外光谱的工作原理及特点
傅里叶红外光谱的工作原理及特点傅里叶红外光谱的工作原理及特点一、工作原理傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)是一种研究物质分子振动能级和化学键特性的非常重要的光谱分析方法,大量应用于材料科学、生物化学、医学、环境监测等领域。
傅里叶红外光谱的工作原理是利用波长在2.5-25微米范围内的红外辐射与待测样品相互作用,分析样品中各种物质分子的振动、弯曲、拉伸、扭曲等运动状态,进而确定物质的组成、结构、形态等信息。
具体来说,FTIR光谱利用傅里叶变换原理将红外光谱中的时间信号变换为频率信号,然后利用光学元件使信号经过样品后再通过光学检测器检测,从而得到样品的红外吸收谱图。
通过谱图的比对、分析和解释,可以进一步推断出样品分子的种类、结构和它们之间的相互作用等信息。
二、特点1.高精度与传统光谱仪相比,傅里叶变换红外光谱具有更高的精度和分辨率,小到1/10000甚至1/100000,因此它能够检测微量物质的千分之一、万分之一甚至是亿分之一的含量,不同程度的体现其对于分析的极高要求。
2.开放性在波长范围选择、探测器控制等方面,傅里叶红外光谱仪的开放性很强,因此用户可以更灵活地配置和改进其分析系统,具有较高的应用自由度。
3.自动化由于傅里叶变换红外光谱分析可以在很短的时间内完成样品的检测和分析,所以它可以用于现场实时监测,并且由于其软件和硬件设备的自动化提高了工作效率,可靠性和简便性等特点,更加适合于批量分析。
4.广泛应用傅里叶变换红外光谱在化学、物理、生物医学、遗传学等领域得到了广泛的应用,亦成为现代分子光谱学的重要研究方法。
它广泛应用于多种材料的物化学分析、质量控制、环境科学、农业生态、食品药品检验等领域。
总之,傅里叶变换红外光谱以其高精度、自动化和广泛应用等特点被广泛应用于化学、生物、材料等领域,为科学家们的研究提供了非常可靠的手段和基础。
傅里叶变换红外光谱仪检测
傅里叶变换红外光谱仪检测傅里叶变换红外光谱仪检测已成为化学品分析中一种最常用的仪器方法之一,其检测结果具有非常高的准确性和可靠性。
下面是傅里叶变换红外光谱仪检测的一些相关内容:1. 仪器原理傅里叶变换红外光谱仪检测是通过测量样品中吸收的特定波长的红外光信号来确定化学物质的分子结构和化学键的存在状态。
检测过程中,将一定量的样品加入光学池中,然后将红外光源的光束引导到样品处。
样品吸收特定波长的光线,并且发生光强度的减弱,从而产生吸收光谱。
通过测量吸收光谱可以确定样品的分子组成和结构信息。
2. 检测原理傅里叶变换红外光谱仪检测原理是基于化学品分子中各个原子之间的化学键不同的振动频率不同的特点进行的。
不同化学键振动时,会产生特定的红外光吸收谱,从而识别不同的化学键。
通过对样品中的各种不同化学键进行光谱分析,可以确定样品的含量、组成和结构等信息。
3. 检测范围傅里叶变换红外光谱仪检测范围广泛,可以用于纯物质的鉴定和混合物的质量分析。
同时,该技术也可以用于确定各种化学物质的含量和质量,包括化学药品、食品添加剂、化妆品、植物提取物、动物组织和环境样品等。
4. 应用领域傅里叶变换红外光谱仪检测已成为化学分析领域中一种具有广泛应用的技术。
它被广泛用于食品、制药、化妆品、环境监测、农业、纺织品、塑料、化学工程等领域。
同时,由于其非常高的准确性和可靠性,该技术也被应用于法医学和生命科学研究等领域。
总之,傅里叶变换红外光谱仪检测是一种有效的化学分析技术,可用于确定各种化学物质的分子组成和结构信息,并且被广泛应用于多个领域。
原位傅里叶变换红外光谱仪
原位傅里叶变换红外光谱仪是一种分析仪器,用于在环境科学技术和资源科学技术领域进行研究。
这种仪器利用傅里叶变换技术,通过测量红外光的干涉图和光谱,可以得到物质分子的振动和转动信息。
在原位模式下,该仪器可以在样品所处的自然状态下进行测量,避免了样品的处理和转移,从而获得更准确的结果。
原位傅里叶变换红外光谱仪的原理是利用红外光的干涉图和光谱信息,通过计算机进行傅里叶变换,得到物质分子的振动和转动光谱。
在测量过程中,红外光被样品吸收后,再经过傅里叶变换得到光谱数据。
通过分析这些数据,可以确定样品中存在的化学物质和它们的浓度。
原位傅里叶变换红外光谱仪的应用非常广泛,包括但不限于以下几个方面:
1.异物定性分析:通过测量不同物质的红外光谱,可以确定物质中的成分和浓度,用于检测和识别异物。
2.塑料老化评价:该仪器可以检测塑料老化过程中分子结构的变化,从而评估塑料的老化程度。
3.粘着剂的成分分析:通过测量粘着剂的红外光谱,可以确定其成分和浓度,从而评估其性能和质量。
4.有机膜的材质评价:该仪器可以检测有机膜中分子的结构和组
成,从而评估其材质和质量。
5.树脂的固化度评价:通过测量树脂的红外光谱,可以评估其固化程度和性能。
6.二氧化硅膜的状态评价:该仪器可以检测二氧化硅膜中分子的结构和组成,从而评估其状态和质量。
7.聚酰亚胺酰亚胺化率的评价:通过测量聚酰亚胺酰亚胺化后的红外光谱,可以评估其化率。
总之,原位傅里叶变换红外光谱仪是一种非常有用的分析仪器,可以在多个领域中进行研究和应用。
傅里叶变换红外光谱的工作原理
傅里叶变换红外光谱的工作原理傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)是一种常见的分析技术,主要用于无机和有机化合物的结构分析。
该技术是通过对样品的红外辐射的吸收特性进行观察和分析,来确定样品中的化学组成和分子结构。
本文将详细介绍傅里叶变换红外光谱的工作原理,并讨论其在实际应用中的优势和局限性。
傅里叶变换红外光谱技术基于一个基本原理,即不同物质在不同的频率下对红外光的吸收具有特异性。
通过观测和分析样品吸收红外辐射的能力,可以推断出样品的结构和成分。
傅里叶变换红外光谱技术通常采用的是喇曼预扫描技术,其步骤包括样品的制备和加热,以及光谱图的记录和处理。
光谱数据可以在红外光谱计中以数字信号的形式记录下来,从而可以进行定量分析和结构识别。
在傅里叶变换红外光谱中,样品被放在红外光源和检测器之间的路径上,通过光学元件来聚焦和分散样品的红外辐射。
光谱计记录样品在不同频率下的红外光谱,然后使用傅里叶变换将这些数据转换成一个时间域信号,该信号表示了样品吸收红外辐射的强度与频率的关系。
傅里叶变换红外光谱中用到的红外光谱区域包括近红外光谱、中红外光谱和远红外光谱。
中红外光谱区间是最常用的光谱区间,因为它与有机化合物和其他常见化学物质的振动频率相对应。
1. 偏光方向光学元件在分散和聚焦样品的红外辐射时,会有一个偏光方向。
这个方向控制了检测器在样品中获得的光谱信号。
2. 能量源傅里叶变换红外光谱仪使用各种稳定且可靠的红外光源,包括铟钨灯、格氏棒和钨丝灯。
这些光源都能以一定的稳定频率发出可靠的光谱信号。
3. 检测器傅里叶变换红外光谱常用的检测器有热电偶和半导体检测器两种,用于记录光谱信号和电流输出。
4. 延迟面镜延迟面镜将样品的光谱信号从衰减或光学相移中恢复,同时可以提高光谱计的性能,对于高精度的谱线位置和强度测量是必不可少的。
5. 反射方式和透射方式在傅里叶变换红外光谱技术中,还可以通过透射方式和反射方式对样品进行测量。
傅里叶红外光谱仪的介绍
傅里叶红外光谱仪的介绍傅里叶红外光谱仪的介绍一、什么是傅里叶红外光谱仪?傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,简称FTIR)是近代红外分析技术的代表仪器之一。
它主要应用于材料性质表征分析领域,例如有机化学、高分子材料、生物医学、环境检测等。
二、傅里叶红外光谱仪的原理FTIR仪器通过分析样品对红外线的吸收,可以得到红外谱图,进而推断分子结构。
样品通过与源光相对应的光源产生不同的光干涉,可通过Fourier变换获得其红外光谱信息。
三、傅里叶红外光谱仪的应用领域1.有机化学领域在有机分子结构研究中,红外光谱技术被广泛应用。
FTIR仪器能够非常准确地检测化合物中的各种基团,同时也是分析和确定功能性杂环的重要工具。
2.高分子材料领域高分子材料是现代工业的重要组成部分,FTIR仪器在高分子制造和质量控制阶段的应用,主要是通过检测样品中不同基团的谱图来确定有机化合物结构和变化。
3.生物医学领域FTIR仪器非常适合于生物医学领域,可以通过检测体液分析、血清蛋白质成分、肿瘤细胞组织变化等,用以快速、准确地诊断疾病。
4.环境检测领域在环境污染检测和食品鉴定方面,FTIR光谱技术目前已经成为标准分析手段,能够快速、准确地检测污染的化学物质和重要成分,从而促进环境治理和食品安全。
四、傅里叶红外光谱仪的优势1.高精度傅里叶红外光谱仪的精度非常高,数据准确性高,能够检测到痕量的杂质,检测的结果也非常具有可重复性。
2.快速分析傅里叶红外光谱仪在样品制备、测试、检测等方面都具有快速性,节约大量的人力和时间成本,提高各行业领域的效率。
3.使用广泛傅里叶红外光谱仪的应用领域非常广泛,包括但不限于有机化学、高分子材料、生物医学、环境检测等。
傅里叶红外光谱仪原理和构造
傅里叶红外光谱仪原理和构造傅里叶红外光谱仪是一种非常重要的分析仪器,可以用于物质的分析和鉴定。
它通过对被测物质在红外波段电磁波的吸收谱进行分析,来确定物质的化学成分、结构和性质,具有快速、准确、高灵敏度等优点。
本文将介绍傅里叶红外光谱仪的原理和构造。
1. 傅里叶变换原理傅里叶变换是一种将一组信号(波形)进行分解成多个正弦波的数学方法,可以将时域信号转化为频域信号。
在红外光谱分析中,傅里叶变换被用来将物质在红外波段的吸收谱(时域信号)转化为频域信号,得到物质的吸收光谱图。
2. 红外辐射原理红外辐射是物质在红外波段的电磁辐射。
在傅里叶红外光谱分析中,选用合适的红外光源辐射被测物质,被测物质会在特定的波长范围内吸收光线,吸收光线的强度与被测物质的化学成分、结构和性质有关。
3. 小联合定理原理小联合定理命题:如果一段连续函数f(x)可以被表示为一个积分形式, 那么这个积分的上限可以无限的大(也可以为无穷小).在傅里叶红外光谱分析中,小联合定理被用来将被测物质的吸收谱转化为傅里叶红外光谱,通过傅里叶反变换获取物质的吸收光谱图。
1. 光源傅里叶红外光谱仪的光源通常采用红外灯,例如石英灯或硫化物灯,发射的波长范围通常在2.5~25 μm之间。
红外灯的作用是将红外辐射传输到被测物质中,产生光谱图。
2. 两个光路傅里叶红外光谱仪的两个光路分别为参考光路和样品光路。
参考光路传输的是不与被检测样品进行相互作用的光线,用来检测傅里叶变换的基线。
样品光路传输的是经过被检测样品反射、折射或透射的光线,用来进行红外光谱分析。
3. 插件插件是傅里叶红外光谱仪中与样品进行接触的部分,用来夹持或平放样品。
插件的材料一般是金属或硅胶,保证产生的信号不会被杂散光干扰。
4. 光谱仪光谱仪是傅里叶红外光谱仪中最重要的部分,它按照一定的光学准则,将参考光和样品光分别输入到检测器中,并测量二者的光强度。
光谱仪一般采用热电偶检测器或半导体检测器。
傅里叶红外变换光谱仪的工作原理
傅里叶红外变换光谱仪的工作原理傅里叶红外变换光谱仪是一种常用于分析和检测物质的仪器。
它可以通过检测样品在红外波段内的吸收谱线来确定物质的成分和结构。
本文将介绍傅里叶红外变换光谱仪的工作原理和构造。
1. 傅里叶变换傅里叶变换是理解傅里叶红外变换光谱仪的关键。
傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学技术。
它将一个信号分解成不同频率的正弦和余弦函数的叠加,因此也可以将频域信号恢复为时域信号。
在红外光谱分析中,傅里叶变换被用来将从样品中收集到的红外辐射转换为频谱图。
该图表示不同波长下样品吸收的红外光的强度。
由于每种化合物都呈现独特的吸收谱线,因此可以通过比较吸收谱线识别化合物并确定其结构。
(1)红外光源:红外光源通常是一个黑体辐射器或陶瓷元件。
它产生的红外辐射通过一个样品室或红外光学路径发出。
(2)样品室/光学路径:该组件用于容纳或传输样品。
常用的样品室有经典的表面反射式和透射式样品室。
透射式样品室允许样品与红外光之间发生透射作用,而反射式样品室利用样品表面的反射来回收反射光信号。
光学路径可以是旋转盘或线性扫描器,用于扫描不同波长的光谱区域。
(3)干涉仪:干涉仪是测量信号幅度和相位的关键组件之一。
它通常由两块镜子组成,并且它们的角度和间距可以调整。
当光通过一块镜子时,它会被反射,并与通过另一块镜子的光相遇。
通过干涉仪产生的信号是光通过样品之前和之后的差异。
这种信号称为干涉信号。
(4)检测器:检测器用于测量干涉信号的强度和波长。
常见的检测器类型有热电偶探测器、半导体探测器和焦平面阵列探测器。
检测器将信号转换为电信号,并通过数字信号处理器进行处理和记录。
傅里叶红外变换光谱仪的工作原理是将样品加热,使其发射红外辐射。
然后,红外光通过样品,并在干涉仪中和参考光合成一起。
干涉信号被检测器捕获,并转换为频谱。
最终,频谱可以被转换为时间域信号,以确定样品的化学组成和结构。
在实际操作中,用户将样品放置在样品室中,然后使用光学路径固定位置上的计算机控制突触器。
傅里叶变换显微红外光谱仪原理
傅里叶变换显微红外光谱仪原理
分子中存在多种类型的振动,其中一些振动可以引起分子偶极距发生变化,当这类振动的频率和红外光频率相同时,分子能够吸收红外光的能量,形成红外吸收光谱(IR)。
不同的化合物因其分子结构不同,红外吸收光谱的特征峰不同,如同人类的指纹,没有两个是完全吻合的,因此,在剖析高分子材料时,IR被认为是非常有效的方法。
以一束红外光照射试样,试样的分子将吸收一部分光能并转变为分子的振动能和转动能。
借助于仪器将吸收值与相应的波数作图,即可获得该试样的红外吸收光谱,红外光谱中的每一个特征吸收谱带都包含了试样分子中基团和化学键的信息。
不同物质有不同的红外光谱,将试样的红外光谱和已知的红外光谱进行比较从而鉴别材料。
显微红外分析就是将红外光谱与显微镜结合在一起的分析方法,它利用不同材料(主要是有机物)对红外光谱不同吸收的原理,分析材料的化合物成分,再结合显微镜可使可见光与红外光同光路,只要在可见的视场下,就可以寻找要分析微量的有机污染物。
如果没有显微镜的结合,通常红外光谱只能分析样品量较多的样品。
而电子工艺中很多情况是微量污染就可以导致PCB焊盘或引线脚的可焊性不良,可以想象,没有显微镜配套的红外光谱是很难解决工艺问题的。
显微红外分析的主要用途就是分析被焊面或焊点表面的有机污染物,分析腐蚀或可焊性不良的原因。
傅里叶红外光谱仪ftir工作原理
傅里叶红外光谱仪ftir工作原理傅里叶红外光谱仪(FTIR)是一种应用广泛的光谱仪器,在化学、生物、材料、药学等领域都有重要的应用。
本文将着重介绍FTIR的工作原理,包括傅里叶变换原理、FTIR 仪器的组成和工作流程、光谱处理和分析等方面。
一、傅里叶变换原理傅里叶变换是一种将信号表示为一组不同的正弦和余弦函数的方法,可用于将一个时间域信号转换为一个频域信号。
在光学中,傅里叶变换也被用于将一个光谱信号转换为一个频谱信号。
FTIR利用了这个原理,将一个样品中的红外光谱信号转换成频谱信号,并对其进行分析。
在FTIR中,样品被照射红外光,红外光谱仪会记录下被样品吸收、反射和散射的光信号,这些光信号随着时间的变化被转换成傅里叶变换,变成频率域的数据,然后通过数学处理,得到样品的红外光谱信号。
二、FTIR仪器的组成和工作流程FTIR仪器主要由四个部分组成:光源、干涉仪、检测器和数据系统。
(1)光源FTIR仪器采用便携式红外光源,例如钨笼灯或氘灯,一般都能发射出整个机器可见范围内的红外光。
这些光源往往非常强大,能够发射足够的光到样品上,使样品的红外光谱信号能够被检测到。
(2)干涉仪FTIR的干涉仪是一个复杂的光学系统,可将样品发出的红外光谱信号分成两束光,一个经过样品,另一个不经过样品,然后将它们重新合并。
干涉仪的核心部分是一个Michelson干涉仪,其中将样品光与没有经过样品的参考光进行干涉。
干涉仪可以通过可变的路径差或偏振器来重新合并两束光。
当干涉仪中的两束光完全重合时,它们将干涉一起产生强光;当它们完全反向时,它们将互相消除并产生弱光。
(3)检测器干涉仪产生的光信号会被检测器接收。
一般常用的检测器是氮化硅(SiN3)检测器或者液氮冷却的电子倍增管(LN2 Cooled PbSe Detector)。
检测器能够检测到光的强度并转换成电子信号。
(4)数据系统FTIR检测到的信号被输入到电脑中,数据系统通过傅里叶变换将频域信号转换成时间域信号,并利用算法对信号进行处理和分析。
傅里叶红外光谱仪折射率
傅里叶红外光谱仪折射率一、引言傅里叶红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,简称FTIR)是现代化学和物理领域的重要分析工具之一。
它利用红外辐射与物质分子间的相互作用,获取物质分子振动和转动的信息,从而实现对物质结构和性质的深入研究。
而折射率,作为物质光学性质的重要参数,与物质的电子结构和分子排列密切相关。
本文将探讨傅里叶红外光谱仪与折射率之间的联系,分析其在不同领域的应用,并展望未来的发展趋势。
二、傅里叶红外光谱仪的基本原理傅里叶红外光谱仪的基本原理是基于红外辐射与物质分子的相互作用。
红外辐射的波长范围通常在0.75至1000微米之间,对应于分子的振动和转动能级。
当红外辐射照射到物质上时,物质分子会吸收与其振动频率相匹配的红外光,从而发生能级跃迁。
通过检测红外光的吸收情况,可以获取物质分子的振动和转动信息,进而推断出物质的化学结构和性质。
傅里叶变换红外光谱仪的核心部件是干涉仪,它通过干涉原理将红外光信号转化为干涉图,再经过傅里叶变换得到红外光谱图。
这种技术具有高分辨率、高信噪比和快速扫描等优点,使得红外光谱分析更加准确和高效。
三、折射率与物质结构的关系折射率是光线在物质中传播时速度与在真空中传播速度之比。
它与物质的电子结构、分子排列和密度等因素密切相关。
一般来说,物质的折射率越高,表示其内部电子密度越大,分子排列越紧密。
折射率的测量对于理解物质的物理和化学性质具有重要意义。
通过测量不同波长下的折射率,可以获取物质的色散性质,进而推断出物质的电子结构和分子间相互作用。
此外,折射率还与物质的光学透明性、光学元件的性能等密切相关。
四、傅里叶红外光谱仪与折射率的联系傅里叶红外光谱仪与折射率之间存在密切联系。
首先,红外光谱可以提供物质分子振动和转动的信息,而这些信息与物质的折射率密切相关。
例如,分子间的相互作用力、分子排列等因素都会影响物质的折射率。
因此,通过红外光谱分析,可以间接地获取物质的折射率信息。
傅里叶红外光谱仪器工作原理
傅里叶红外光谱仪器工作原理傅里叶红外光谱仪是一种重要的分析仪器,广泛应用于制药、化学、材料科学、生命科学等领域。
它的工作原理是通过检测物质在不同红外波段的吸收光谱,来确定物质的分子结构和化学性质。
本文将详细介绍傅里叶红外光谱仪的工作原理。
一、傅里叶变换红外光谱仪的原理傅里叶变换红外光谱仪使用红外光作为探测物质的手段,红外光波段通常在4000cm^-1到400cm^-1之间。
样品被辐射的红外光波通过样品后会出现吸收峰,这些峰对应着样品分子中的振动模式。
这些振动模式是与化学键的性质和化学键之间的相互作用有关的。
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理可以大致分为以下三个步骤:1. 吸收峰的测量在傅里叶变换红外光谱仪中,一个光源发出的光由于被样品吸收一部分后形成吸收光谱。
通过不同波长的红外光波作用于分析样品,得到样品的不同振动模式,从而确定物质的分子结构和化学性质。
2. 傅里叶变换操作傅里叶变换是将时域信号变成频域信号的数学方法,它可以将时域信号在频域中进行分析。
在傅里叶红外光谱仪中,信号处理器将光谱信号转化为频谱信号。
这个过程类似于通过心电图将心跳信号转化为心率频率。
由于傅里叶变换可以将复杂的时域信号分解成多个单频的信号,因此其可以精确地将样品的振动模式转化为振动频率,是分析傅里叶变换红外光谱仪样品的重要一步。
3. 频率校准和谱图分析将样品转化为频域信号后,可以对信号进行频率校准和谱图分析。
频率校准是根据基准信号对仪器进行精确校准,使得仪器能够提供准确的光谱数据。
谱图分析是将红外吸收谱与已知谱数据进行比较,从而确定样品的光谱特征。
二、傅里叶变换红外光谱仪仪器结构傅里叶变换红外光谱仪通常由三个主要部分组成:光源、样品室和分光器。
1. 光源傅里叶变换红外光谱仪使用红外光区的波长作为样品的检测方法。
仪器通常配备有半导体激光二极管作为光源。
这些设备可在红外光波段范围内轻易地操作。
另一种光源是灯丝。
灯丝光源在样品室中加热并发射光,这种光通常包括红外光波段,因此在经过样品后,红外吸收谱就会产生。
傅里叶变换变换红外光谱仪
傅里叶变换变换红外光谱仪
傅里叶变换红外光谱仪(FTIR光谱仪)是一种常见的红外光谱分析仪器。
它利用傅里叶变换原理,将红外光信号与参考光(通常为干涉仪中的Michelson干涉仪)进行干涉,从而将光信号转换为频谱信息。
FTIR光谱仪的基本工作原理如下:
1. 入射的红外光通过一个干涉仪的分光器,被分为两束,一束通过样品,另一束通过参考光程。
2. 经过样品和参考光程后的两束光再次重合,形成干涉效应。
3. 干涉光信号通过一个探测器接收,并转换为电信号。
4. 通过应用傅里叶变换算法,将时间域信号转换为频谱信息。
5. 最终得到的频谱图形表示了样品在不同波数(或频率)下的吸收光谱特征,可以用于分析样品的结构和组成。
FTIR光谱仪的优点包括:
1. 高分辨率:使用干涉仪可以获得较高的波数分辨率,使得细微的光谱特征可以被分辨出来。
2. 宽波数范围:FTIR光谱仪可以覆盖较宽的波数范围,使得不同类型的化学键和功能基团都可以被检测到。
3. 快速扫描速度:由于傅里叶变换算法的应用,FTIR光谱仪具有较快的扫描速度,可以实现实时或高通量的样品分析。
4. 非破坏性测量:红外光是无害且非破坏性的,可以对样品进行非破坏性测量和分析。
FTIR光谱仪广泛应用于化学、生物、环境等领域的材料分析
和质谱分析,用于研究和分析样品的化学成分、结构、反应性等。
简述傅里叶变换红外光谱仪的工作原理
简述傅里叶变换红外光谱仪的工作原理傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)是一种利用傅里叶变换原理分析物质的红外光谱的仪器。
它以高时域分辨率、高波数分辨率和宽波数范围等优势广泛应用于化学、生物学、物理学等领域。
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理如下:1.光源:傅里叶变换红外光谱仪中常用的光源是红外辐射源。
它能够发出相当宽的波数范围的红外辐射,一般包括可见光、近红外光和中红外光。
2.干涉仪:傅里叶变换红外光谱仪内部包括一个干涉仪,主要由干涉仪主体、波数调节器和探测器组成。
干涉仪主体由两个反射镜组成,其中一个称为移动镜,可以用来改变两光束的光程差。
3.样品室:在干涉仪的光路中,设置了一个样品室,样品室可以容纳待测样品。
当样品放入样品室后,光线会穿过样品,从而与样品发生相互作用。
4.光谱采集:在测量过程中,先选取一段波数间隔,将移动镜以一定速度移动,并时刻记录两束光的相对干涉强度。
5.信号处理:在完成光谱采集之后,采集到的波数间隔的数据将通过傅里叶变换进行分析处理。
傅里叶变换将时间域的信号转换为频域表示,将信号从波数域转换为光谱图像。
6.光谱分析:得到傅里叶变换后的光谱图像后,可以通过对其进行光谱解析来分析待测物质的红外光谱。
可以通过对波峰和波谷的位置、相对强度、峰宽等性质进行分析,推断出样品中分子的结构和化学键的信息。
傅里叶变换红外光谱仪的工作原理可以总结为通过将光信号转换为时域信号,并利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,最终获得物质的红外光谱信息。
通过这种工作原理,傅里叶变换红外光谱仪能够实现高效的红外光谱分析,为化学、生物学等领域的研究提供强有力的工具。
傅里叶变换红外光谱仪的原理介绍
傅里叶变换红外光谱仪的原理介绍傅里叶变换红外光谱仪是一种广泛应用于化学、物理、生命科学等领域的分析工具。
它利用物质吸收红外线时产生的振动与旋转谱线,通过数学傅里叶变换的处理,从而获得更加精确和详细的物质结构信息。
本文将从以下几个方面对傅里叶变换红外光谱仪的原理进行介绍。
光谱的基本原理在物质吸收红外线时,分子中的化学键和分子组分会因振动造成红外线的吸收。
因此,根据分子结构和化学键的不同,也会产生不同的振动谱线。
这些红外线振动谱线的产生和物质结构是密切相关的,并可以通过傅里叶变换来得到更加精确和详细的结构信息。
傅里叶变换的原理傅里叶变换的基本思想是将任何函数表示为一组正弦余弦函数的复合。
可以将该复合表示为一个实部和虚部组成的复数。
借助傅里叶变换,可以将一个时间或空间域上的信号转换成其频域的表示形式,或者将频域的信号转换成时间或空间域的表示形式。
在红外光谱分析中,傅里叶变换的作用是将物质吸收红外线时产生的复杂振动和旋转信号转换成一系列不同频率的正弦余弦波。
红外光谱仪的结构傅里叶变换红外光谱仪通常分为光源、样品室、检测器、光学系统和计算机等几个部分。
其中,光学系统包含用于分离各波长的光谱仪和用于将光线聚焦的光学组件。
样品室用于容纳样品,并确保样品吸收了足够的光线。
检测器用于测量样品产生的信号。
光谱仪中还包含一些调节和校准设备,例如光谱仪扫描速度和定标曲线等等。
红外光谱仪的工作原理在实际应用中,样品通常会放置在样品室中。
当光源发出光线后,样品会吸收部分光线并排除剩下的光线通过检测器。
由于每种分子和化学键的振动谱线不同,所以吸收到的光谱图是复杂的。
通过傅里叶变换,可以将这些信号转换成正弦和余弦波的频谱,从而获得更加精确的谱线信息。
计算机会对数据进行处理,并根据标准的谱线进行分析和比较,以得出样品的组成和结构。
总结傅里叶变换红外光谱仪是一种重要的分析工具,在各个领域都得到了广泛应用。
它可以非常精确地检测样品的组成和结构,是神经科学、化学、生命科学等领域的重要工具。
傅立叶红外光谱仪的工作原理及基本结构
傅立叶红外光谱仪的工作原理及基本结构
傅里叶红外光谱仪(FTIR)利用样品对红外光的吸收谱特征进行物质结构的分析,可以确定样品分子中所包含的基团及其含量。
其基本结构包括红外光源、样品室、干涉仪和检测器四个部分。
傅里叶红外光源发出一定波数范围内的红外光,经过调谐器将能量量输出到样品室,被样品吸收和散射。
样品室是一个光学室内严密的密闭室,包括卡式透明样品盘和伸缩红外透镜等组件,是分析红外光谱的场所。
样品吸收后的红外光会经过干涉仪,干涉仪是FTIR 的核心部件。
干涉仪的最优化是把一束复合光打到半透镜上,半透镜把光束分成两个,一个被反转,一个不反转,把这两束光再次反射到半透镜上,半透镜将它们合并成为一个光束,这些反射被称为干涉,其峰值和波谷直接叠加在一起,被检测器检测。
经过干涉,光线的相位发生变化,产生干涉光谱,即红外光波数与吸收强度之间的关系曲线。
检测器接收干涉光谱信号后转化为电信号,然后归一化处理后,经过傅里叶变换分析后得到样品红外光谱图,包括了吸收峰的出现和强度等信息,进而可以从分子结构的特征和吸收特征推导分子结构。
FTIR 工作原理的主要作用是:通过样品对红外光的吸收谱特征进行物质结构和化学品质检测。
傅里叶变换红外光谱仪干涉仪原理及样品制备
傅里叶变换红外光谱仪干涉仪原理及样品制备傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)是一种分析样品的工具,它基于傅里叶变换原理,并利用红外辐射与物质的相互作用来获取样品的红外吸收信息。
它的工作原理可以分为三个部分:光源和样品的作用、干涉仪和检测器的作用、以及数据处理和谱图生成。
在FTIR光谱仪中,红外光源产生一束连续的宽光谱光,这个光经过一个光学系统,被分配到两个不同的路径上。
一条路径是参考路径,另一条路径是样品路径。
在样品路径中,红外光被样品吸收,产生的光强发生变化。
而在参考路径中,红外光不经过样品,直接进入干涉仪。
干涉仪是FTIR光谱仪中的核心部件,其中最重要的部分是光学平板。
光学平板的作用是将样品路径和参考路径的光合并,并使它们按时间延迟排列。
这样就产生了干涉现象,样品路径与参考路径的光在干涉光束中相互干涉。
通过调整光学平板的位置,可以改变两束光之间的相对相位差,从而观察到干涉信号的变化。
接下来,干涉光束经过一个叫做分光器的装置,使其进入光敏探测器中。
光敏探测器将干涉信号转化为电信号,并输出到计算机中进行数据处理。
计算机利用傅里叶变换将时域的信号转换为频域的信号,得到样品的红外光谱图像。
在样品制备方面,首先需要样品具有良好的红外吸收性能。
一般来说,样品应具有较高的纯度,以避免其他组分的干扰。
其次,样品可以制备成片状、粉末状或液体状,以适应不同形式的样品。
对于片状样品,可以使用压片法将样品制成适当的厚度和大小的片。
通常使用KBr研钵将样品与KBr混合均匀,然后将混合物置于高压机中进行压片。
最后得到的片使用样品夹夹在样品架上进行测试。
对于粉末样品,首先需要将样品粉碎得到细粉,然后将其与KBr混合均匀。
可以使用臼和钵、球磨机等设备将样品和KBr进行混合,再将混合物置于压片机中进行压片。
对于液体样品,可以使用液体电池夹将样品夹在样品架上进行测试。
傅里叶变换红外光谱仪干涉仪原理及样品制备
傅里叶变换红外光谱仪干涉仪原理及样品制备傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)是一种常用的红外光谱分析仪器,它通过傅里叶变换的原理将样品的红外光谱信号转换为频谱信号,从而实现对样品的分析和鉴定。
FTIR的干涉仪原理是基于干涉现象,光束从光源经过分束器分成两束,一束经过样品后,另一束经过一个参考物质后,两束光在干涉仪中再次交叠。
由于光源的光波长是连续变化的,这两束光在干涉仪中的干涉现象会形成一个连续的干涉图样。
干涉图样过程中,通过调整其中一个光束的光程差,可以得到一系列不同的干涉图样。
然后,通过对这些干涉图样进行傅里叶变换,就可以得到样品的红外光谱信号。
这样的变换过程可以大大提高红外光谱检测的灵敏度和准确性。
样品制备在FTIR分析中非常重要,正确的样品制备可以确保红外光谱信号的准确性和可靠性。
首先,样品制备要保证样品的纯度和无杂质。
样品的处理步骤可能会包括样品的收集、研磨、纯化、溶解等。
对于固体样品,通常将其研磨成细粉,并通过筛网去除粗大颗粒。
对于液体样品,可能需要用溶剂溶解或稀释。
其次,样品制备要考虑样品的状态。
对于固体样品,可以将其直接放置在红外透明的基片上进行测量。
对于液体样品,可以将其放置在透明的液槽中测量。
还有一些样品可能需要凝固或固定在基片上,以确保得到准确的测量结果。
此外,对于需要测量气体样品的情况,可以使用气体细胞进行测量。
气体细胞可以容纳气体样品,并通过紧闭腔体来确保气体不外漏。
在气体细胞中,样品的压力和温度也需要控制好,以保证测量的准确性和一致性。
总之,傅里叶变换红外光谱仪是一种非常重要的红外光谱分析仪器,它的干涉仪原理和样品制备对于获得准确可靠的红外光谱结果至关重要。
研究人员在使用FTIR时需要了解其工作原理以及适当的样品制备技术,以确保测试结果的准确性和可靠性。
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傅立叶变换红外光谱仪的基本原理及其应用红外光谱仪是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,其中傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)是七十年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。
它是根据光的相干性原理设计的,是一种干涉型光谱仪,具有优良的特性,完善的功能,并且应用范围极其广泛,同样也有着广泛的发展前景。
本文就傅立叶变换红外光谱仪的基本原理作扼要的介绍,总结了傅立叶变换红外光谱法的主要特点,综述了其在各个方面的应用,并对傅立叶变换红外光谱仪的发展方向提出了一些基本观点。
关键词:傅立叶变换红外光谱仪;基本原理;应用;发展目录摘要............................. 错误!未定义书签。
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1 傅里叶红外光谱仪的发展历史 (1)2 基本原理 (3)2.1光学系统及工作原理 (4)2.2傅立叶变换红外光谱测定 (5)2.3傅立叶变换红外光谱仪的主要特点 (6)3 样品处理 (6)3.1气体样品 (6)3.2液体和溶液样品 (6)3.3固体样品 (6)4 傅立叶变换红外光谱仪的应用 (7)4.1在临床医学和药学方面的应用⑷ (7)4.2在化学、化工方面的应用 (8)4.3在环境分析中的应用 (9)4.4在半导体和超导材料等方面的应用⑼ (9)5 全文总结 (9)参考文献 (10)1 傅立叶红外光谱仪的发展历史到目前为止红外光谱仪已发展了三代。
第一代是最早使用的棱镜式色散型红外光谱仪, 用棱镜作为分光元件,分辨率较低,对温度、湿度敏感, 对环境要求苛刻。
60年代出现了第二代光栅型色散式红外光谱仪, 由于采用先进的光栅刻制和复制技术, 提高了仪器的分辨率, 拓宽了测量波段, 降低了环境要求。
70年代发展起来的干涉型红外光谱仪, 是红外光谱仪的第三代的典型代表(见图1), 具有宽的测量范围、高测量精度、极高的分辨率以及极快的测量速度。
傅立叶变换红外光谱仪是干涉型红外光谱仪器的代表, 具有优良的特性, 完善的功能。
图1 傅立叶变换红外光谱仪实物图近年来各国厂家对其光源、干涉仪、检测器及数据处理等各系统进行了大量的研究和改进, 使之日趋完善。
由于计算机技术和自动化技术在仪器中的广泛使用, 使得红外光谱仪的调整、控制、测试及结果的分析大部分由计算机完成, 如显微红外光谱中的图像技术。
各公司的显微红外光谱仪均能对样品的某一区域进行面扫描, 得到该区域的化学成分的分布图, 如Continuum (Nicolet) 、EquinoxTM55 (Bruker) 、Spectrum2000 ( Perkin El2mer)和Stingray lmaging (Bio-Rad)等显微镜都有此功能。
随着仪器精密度的提高, 红外光谱仪在分辨率和扫描速度等方面达到了很高的指标。
如BrukerIFSl20H最佳分辨率为010008cm- 1, Bomen公司的DA系列可达010026cm- 1。
而扫描速度Bruker可达117张谱图/ s, 利用步进扫描技术可达250皮纳秒的时间分辨率。
Nicolet8700扫描速度为105 次/ s,步进扫描时间分辨率为10ns。
现有的傅立叶变换红外光谱仪已不仅限于中红外(MIR) 的使用, 分束器的使用可将光谱范围可覆盖紫外到远红外的区段。
如Bruker为50000~4cm- 1, Bomen为50000~5cm- 1, Nicolet为25000~20cm- 1。
这些很高的技术指标、标志材料、光路设计、加工技术和软件都达到了很高的水平[1]。
但是,通常的透射红外光谱,即使是傅里叶变换透射红外光谱,都存在如下不足: ①固体压片或液膜法制样麻烦,光程很难控制一致,给测量结果带来误差。
另外,无论是添加红外惰性物质或是压制自支撑片,都会给粉末状态的样品造成形态变化或表面污染,使其在一定程度上失去其“本来面目”②大多数物质都有独特的红外吸收,多组分共存时,普遍存在谱峰重叠现象。
③透射样品池无法解决催化气相反应中反应物的“短路”问题,使得催化剂表面的吸附物种浓度较低,影响检测的灵敏度。
④不能用于原位(在线) 研究,只能在少数研究中应用。
因此,漫反射傅里叶变换红外光谱技术和衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术应运而生[2]。
漫反射技术是一种对固体粉末样品进行直接测量的光谱方法。
虽然早在20 世纪60 年代就已发展成为光谱学中的一个分支,但与红外光谱结合,是在傅里叶变换红外光谱出现后,漫反射傅立叶变换红外光谱技术才进入实用阶段。
与透射傅立叶变换红外光谱技术相比,漫反射傅里叶变换红外光谱法具有如下优点:不需要制样、不改变样品的形状、不会污染样品, 不要求样品有足够的透明度或表面光洁度,也不需要破坏样品,不会对样品的外观及性能造成任何损坏,可直接将样品放在样品支架上进行测定,可以同时测定多种组分,这些特点很适合对样品的无损检测,如对珠宝、钻石、纸币、邮票的真伪进行鉴定,对样品无任何不良作用。
20世纪90 年代初,衰减全反射(ATR ) 技术开始应用到红外显微镜上, 诞生了全反射傅里叶变换红外(A TR-FTIR ) 光谱仪。
近年来,随着计算机技术和多媒体图视功能的运用,实现了非均匀样品和不平整样品表面的微区无损测量,可以获得官能团和化合物在微区空间分布的红外光谱图像。
衰减全反射不需要通过透过样品的信号,而是通过样品表面的反射信号获得样品表层有机成分的结构信息,因此,衰减全反射具有如下特点:1) 不破坏样品,不需要象透射红外光谱那样要将样品进行分离和制样。
对样品的大小,形状没有特殊要求,属于样品表面无损测量。
2) 可测量含水和潮湿的样品。
3) 检测灵敏度高,测量区域小,检测点可为数微米。
4) 能得到测量位置处物质分子的结构信息、某化合物或官能团空间分布的红外光谱图像及微区的可见显微图象。
5) 能进行红外光谱数据库检索以及化学官能团辅助分析,确定物资和种类和性质。
6) 操作简便,自动化,用计算机进行选点、定位、聚集、测量。
由于衰减全反射的上述特点,极大地扩大了红外光谱技术的应用范围,使许多采用透射红外光谱技术无法制样,或者样品制做过程十分复杂、难度大、而效果又不理想的实验成为可能,采用衰减全反射附件和实验方法,可以获得常规的透射红外光谱技术所不能得到的检测效果。
傅立叶变换红外光谱仪与其他仪器的联用技术是近代研究发展的重要方向。
在现代分析测试技术中, 用于复杂试样的微量或痕量组分的分离分析的多功能红外联机检测技术代表了新的发展方向。
傅立叶变换红外光谱仪与色谱联用可以进行多组分样品的分离和定性, 与显微镜联用可进行微量样品的分析鉴定, 与热失重联用可进行材料的热稳定性研究, 与拉曼光谱联用可得到红外光谱弱吸收的信息。
实践证明, 红外光谱联用技术是一种十分有效的实用技术, 现已实现联机的有气相色谱-红外、高效液相色谱-红外、超临界流体色谱-红外、薄层色谱-红外、热失重-红外、显微镜-红外及气相色谱-红外-质谱等, 这将进一步提高分析仪器的分离分析能力。
随着傅立叶变换红外光谱技术的发展, 远红外、近红外、偏振红外、高压红外、红外光声光谱、红外遥感技术、变温红外、拉曼光谱、色散光谱等技术也相继出现, 这些技术的出现使红外成为物质结构和鉴定分析的有效方法。
近年来, 随着计算机技术的发展, 红外光谱定性分析实现了计算机检索和辅助光谱解析。
概括地说, 就是首先将相当数量化合物的红外光谱图,按照一定规则进行编码后, 存放在计算机的存储设备中形成谱库, 然后, 对待分析样品的红外光谱图也进行同样的编码, 再以某种计算方法与谱库中存储的数据逐个进行比较, 挑选出类似的数据,最后按类似的程度输出挑选结果, 从而达到光谱检索目的。
而这也大大减少了光谱解析的工作量。
2 基本原理红外线和可见光一样都是电磁波,而红外线是波长介于可见光和微波之间的一段电磁波。
红外光又可依据波长范围分成近红外、中红外和远红外三个波区,其中中红外区(2.5~25μm;4000~400cm-1)能很好地反映分子内部所进行的各种物理过程以及分子结构方面的特征,对解决分子结构和化学组成中的各种问题最为有效,因而中红外区是红外光谱中应用最广的区域,一般所说的红外光谱大都是指这一范围。
红外光谱属于吸收光谱,是由于化合物分子振动时吸收特定波长的红外光而产生的,化学键振动所吸收的红外光的波长取决于化学键动力常数和连接在两端的原子折合质量,也就是取决于的结构特征。
这就是红外光谱测定化合物结构的理论依据。
红外光谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质化学组成的研究。
根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构型,求出化学建的力常数、键长和键角。
从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键,由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键,进而确定分子的化学结构,当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。
而鉴于红外光谱的应用广泛性,绘出红外光谱的红外光谱仪也成了科学家们的重点研究对象.傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪是根据光的相干性原理设计的,因此是一种干涉型光谱仪,它主要由光源(硅碳棒,高压汞灯),干涉仪,检测器,计算机和记录系统组成,大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊(Michelson)干涉仪,因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图,然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算,从而得到以波长或波数为函数的光谱图,因此,谱图称为傅立叶变换红外光谱,仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。
2.1 光学系统及工作原理图2是傅立叶变换红外光谱仪的典型光路系统,来自红外光源的辐射,经过凹面反射镜使成平行光后进入迈克尔逊干涉仪,离开干涉仪的脉动光束投射到一摆动的反射镜B,使光束交替通过样品池或参比池,再经摆动反射镜C(与B同步),使光束聚焦到检测器上。
傅立叶变换红外光谱仪无色散元件,没有夹缝,故来自光源的光有足够的能量经过干涉后照射到样品上然后到达检测器,傅立叶变换红外光谱仪测量部分的主要核心部件是干涉仪,图3是单束光照射迈克尔逊干涉仪时的工作原理图,干涉仪是由固定不动的反射镜M1(定镜),可移动的反射镜M2(动镜)及分光束器B组成,M1和M2是互相垂直的平面反射镜。
B以45°角置于M1和M2之间,B能将来自光源的光束分成相等的两部分,一半光束经B后被反射,另一半光束则透射通过B。
在迈克尔逊干涉仪中,当来自光源的入射光经光分束器分成两束光,经过两反射镜反射后又汇聚在一起,再投射到检测器上,由于动镜的移动,使两束光产生了光程差,当光程差为半波长的偶数倍时,发生相长干涉,产生明线;为半波长的奇数倍时,发生相消干涉,产生暗线,若光程差既不是半波长的偶数倍,也不是奇数倍时,则相干光强度介于前两种情况之间,当动镜联系移动,在检测器上记录的信号余弦变化,每移动四分之一波长的距离,信号则从明到暗周期性的改变一次,(图3)。