红外光谱仪的发展
红外吸收光谱分析
基团频率区旳划分
分区根据：因为有机物数目庞大，而构成有
机物旳基团有限；基团旳振动频率取决于K 和
m，同种基团旳频率相近。
划分措施
氢键区 ❖基团特征频率区 叁键区和累积双键区
双键区
❖指纹区
单键区
区域名称 频率范围
基团及振动形式
氢键区 4000～2500cm-1 O－H、C－H、N－H
等旳伸缩振动
叁键和
溶剂效应，极性基团旳伸缩振动频率随溶剂旳极性增 大而降低，但其吸收峰强度往往增强，一般是因为极 性基团和极性溶剂之间形成氢键旳缘故，形成氢键旳 能力越强吸收带旳频率就越低。如丙酮在环己烷中νC=O 为1727cm-1 ，在四氯化碳中为1720cm-1 ，在氯仿中为 1705cm-1 。
分子振动旳自由度
• 电子效应
①诱导效应 ②共轭效应
• 空间效应
①空间位阻 ②环张力
• 氢键
• 二.外部原因
• ①物态效应 • ②溶剂效应
❖电子效应
（1）诱导效应 经过静电诱导作用使分子中 电子云分布发生变化引起K旳变化，从而影 响振动频率。 如 C＝O
吸电子诱导效应使羰基双键性增长，振动频 率增大。
（2）共轭效应 共轭效应使共轭体系中
Varian 680-IR
• 日本岛津： • 傅立叶变换红外光谱仪 IRAffinity-1 • 高信噪比：30,000:1 以上；配置自动除湿装
置，易于维护；外形小巧，占地面积小；标配 杂质分析程序；多种附件能够选择。 • 傅立叶变换红外光谱仪 IRPrestige-21 • 研究级傅立叶红外光谱仪。 • 岛津红外显微镜系统 AIM-8800 • 具有AIM VIEW先进控制系统；具有高敏捷度 旳不需维护旳MCT检测器；多种附件使应用范 围进一步扩展。
红外光谱分析技术的应用前景
红外光谱分析技术的应用前景引言：红外光谱分析技术是一种非常重要的分析方法，具有广泛的应用领域。
本文将探讨红外光谱分析技术的应用前景及其在不同领域中的具体应用。
1. 红外光谱分析技术的基本原理红外光谱分析技术是通过测量物质与红外辐射的相互作用来获取物质的结构及性质信息。
其基本原理是物质分子在受到红外辐射后，会发生特定的振动和转动，从而产生特定波长的红外光谱。
通过测量这些红外辐射的吸收光谱，可以确定物质的组成和结构。
2. 红外光谱分析技术的应用领域2.1 化学领域红外光谱分析技术在化学领域中得到广泛应用。
它可以用于分析有机化合物、高分子材料和无机材料等。
通过红外光谱分析，我们可以确定化合物的结构、官能团以及分子间的相互作用，从而对其性质进行准确的解析和判断。
2.2 药学领域在药学领域中，红外光谱分析技术被用于药物的质量控制和研究。
通过红外光谱分析，可以对药物的成分进行定性和定量的分析，判断其纯度和稳定性，并提供可靠的药物质量评估标准。
2.3 环境保护领域红外光谱分析技术在环境保护领域中具有重要意义。
它可以用于检测和分析环境中的有机物、无机物和污染物等。
通过红外光谱分析，可以准确鉴定和定量分析环境中的各种有害物质，为环境保护提供科学依据。
2.4 食品科学领域红外光谱分析技术在食品科学领域中也有广泛应用。
它可以用于食品的成分分析、品质评价和检测等。
通过红外光谱分析，可以精确分析食品中的脂肪、蛋白质、糖类等成分，从而为食品质量控制和食品安全提供重要参考。
3. 红外光谱分析技术的发展趋势随着科技的不断进步，红外光谱分析技术也在不断发展壮大。
具体体现在以下几个方面：3.1 仪器设备的改进随着光学技术和计算机技术的发展，红外光谱分析仪器设备将更加精密和高效。
仪器的分辨率和准确度将进一步提高，数据处理和谱图解析将更加智能化和自动化，使得红外光谱分析技术更加易于应用和操作。
3.2 数据库的建设建立和更新红外光谱数据库是红外光谱分析技术发展的重要方向。
中波红外光谱仪发展历程
中波红外光谱仪发展历程中波红外光谱仪的发展历程可以追溯到20世纪初期。
自那时以来，它逐渐从简单的科学工具发展成为广泛应用于各个领域的分析仪器。
以下是中波红外光谱仪的主要发展阶段：1.起始阶段在20世纪初期，科学家们开始研究红外光谱技术，并将其应用于化学和物理领域的研究。
这个阶段的红外光谱仪通常使用棱镜或光栅作为分光器，并且只能测量宽波段的谱带。
尽管如此，这种技术仍然为人们提供了对分子结构和化学反应的新视角。
2.发展阶段随着技术的进步，中波红外光谱仪在20世纪中期得到了进一步发展。
在这个阶段，干涉仪开始取代棱镜和光栅，使仪器的分辨率和灵敏度得到了显著提高。
此外，新的探测器技术也使得红外光谱仪能够测量更广泛的波段。
这些改进使得红外光谱仪能够更准确地确定分子结构和化学反应，进一步推动了其在化学、材料科学和生物学等领域的应用。
3.沉寂阶段在20世纪后期，中波红外光谱仪的发展进入了一个相对沉寂的阶段。
虽然在这个时期也有一些新的进展，例如多光束干涉仪和傅里叶变换技术的出现，但总体来说，这个阶段的红外光谱仪在技术和应用方面都没有太大的突破。
4.快速、无损检测技术的研究及应用阶段进入21世纪，随着科技的不断进步，中波红外光谱仪再次迎来了新的发展阶段。
新型的探测器和高速扫描系统的出现，使得红外光谱仪的测量速度得到了显著提高。
此外，红外光谱仪也开始应用于更多的领域，如环境监测、医疗诊断、安全检查等。
这些应用领域的需求推动了红外光谱仪在快速、无损检测技术方面的研究和发展。
5.普及阶段随着科技的不断发展，中波红外光谱仪已经从一种高端的科学仪器逐渐普及成为一种广泛应用于各个领域的基础分析工具。
现在，红外光谱仪不仅可以用于研究化学和物理现象，还可以用于分析材料结构、检测污染物、评估产品质量等方面。
此外，随着便携式红外光谱仪的出现，人们可以在现场进行实时测量和分析，这进一步扩大了红外光谱仪的应用范围。
总之，中波红外光谱仪的发展历程是一个不断进步和创新的过程。
傅里叶红外光谱技术的发展历程
傅里叶红外光谱技术的发展历程傅里叶红外光谱技术的发展历程一、概述傅里叶红外光谱技术是一种非常重要的分析技术，它可以检测不同物质的红外吸收谱，以实现分析和识别。
它的发展历程可以追溯到20世纪初，经过多年的探索和发展，高分辨率的傅里叶红外光谱技术已经成为当今科研、医学等领域中不可或缺的仪器。
二、傅里叶和红外光谱傅里叶变换是一种重要的数学工具，它可以将时域信号转化为频域信号，进而实现数据分析。
20世纪20年代，人们开始利用傅里叶变换将红外光谱信号转化为能够进行分析的光谱图像。
这标志着傅里叶红外光谱技术的诞生。
红外光谱则是一种能够探测物质内部结构的分析技术，它在频率范围为4000cm-1到400cm-1之间的波长内进行分析。
三、傅里叶红外光谱仪的出现20世纪30年代，第一批傅里叶红外光谱仪出现了。
这些仪器虽然体积庞大、价格昂贵，但极大地促进了傅里叶红外光谱技术的发展。
20世纪50年代，人们开始使用单色仪和干涉仪，提高了仪器的分辨率。
同时，激光、探测器、计算机等新技术的应用，使傅里叶红外光谱仪的灵敏度得到了大幅提升。
到了20世纪70年代，傅里叶红外光谱仪从实验室走向工业实践，应用范围也得到了大幅扩展。
四、傅里叶红外光谱技术的应用由于其高分辨率、高灵敏度等特点，傅里叶红外光谱技术在医疗、环保、食品安全、药品研发等领域中得到了广泛的应用。
例如，在医疗领域中，傅里叶红外光谱技术可用于检测疾病的生物标志物、药物代谢物等，提高了疾病的诊断准确性；在环保领域中，傅里叶红外光谱技术可用于污染源的紫外光照射效果、污染物的成分分析等；在食品安全领域中，傅里叶红外光谱技术则可用于食品中添加物的检测、食品的品质控制等。
五、结论总体来看，傅里叶红外光谱技术的发展历程并不长，但其对科学研究、生产制造和生活改善产生的影响却是深远的。
随着新技术的不断涌现和人们对傅里叶红外光谱技术认识的不断深入，相信其应用前景必将更加广阔。
2023年光谱仪行业市场发展现状
2023年光谱仪行业市场发展现状
光谱仪是一种科学仪器，可以测量光波的波长、强度以及能量分布等参数。
它应用广泛，包括分析和研究化学、物理、生物、环境和医学等多个领域。
随着技术的不断发展和市场的不断拓展，光谱仪行业也在不断发展壮大。
光谱仪行业市场发展现状
光谱仪行业的市场规模正在不断扩大。
据市场调研数据显示，全球光谱仪市场规模从2015年的72亿美元增长到2020年的101亿美元，年平均增长率为7.1%。
预计到2025年，全球光谱仪市场规模将达到141亿美元。
在光谱仪应用领域方面，化学分析领域是光谱仪应用最广泛的领域之一。
化学分析领域中的应用包括食品、药品、环境、化工和石油等多个方面。
除此之外，在生物科学领域和医学诊断领域，光谱仪也有着广泛的应用。
随着技术的不断发展，新型的光谱仪不断涌现。
例如，拉曼光谱仪、快速扫描光谱仪、近红外光谱仪等。
这些新型光谱仪广泛应用于制药、生物医学、食品安全、环境监测等领域。
另外，随着快速发展的新型型材料的涌现，传统的光谱仪已经不能满足市场需求。
因此，新型型材料的研究也在推动光谱仪的发展。
例如，利用金属有机框架在红外和近红外区域中实现新的吸收和发射能力，用来构建纳米电池和化学生物传感器。
这些新型材料的发现和应用也将进一步推动光谱仪的市场发展。
总体而言，光谱仪行业的市场正在保持稳健增长。
未来，随着技术的不断发展和新的应用领域的涌现，光谱仪市场规模将会继续扩大。
红外光谱学的发展和应用
红外光谱学的发展和应用红外光谱学是一种重要的分析技术，已经广泛应用于各个领域和行业。
本文将介绍红外光谱学的发展历程、基本原理和应用示例。
一、发展历程红外光谱学的起源可以追溯到19世纪末期，当时科学家们发现热辐射中存在着一种能量波，即红外辐射。
1905年，德国物理学家鲁道夫·朱斯普拉斯特首次利用红外辐射测量气体的吸收光谱，开创了红外光谱学的先河。
20世纪50年代，发明了快速扫描红外光谱仪，使得红外光谱技术开始得到广泛应用。
60年代以来，计算机技术的发展进一步推动了红外光谱学的发展，红外光谱技术也日益成熟。
目前，红外光谱仪已经广泛应用于各个领域，如化学、生物、医药、农业、环保、材料科学、地质学等。
二、基本原理红外光谱技术是通过测定样品对红外光的吸收或反射谱图来研究样品的结构和成份。
红外辐射的波长范围为0.78-1000微米，对应的频率范围为1.2×10^14-3×10^11赫兹。
样品分子与红外光相互作用时，其分子结构的振动、转动和形变等过程会引起红外光的吸收。
基于分子内基本振动模式频率的特征，可根据吸收带的发生和强度大小推断样品的化学成分和分子结构信息。
三、应用示例1.化学物质分析由于不同化学物质分子的振动频率是不同的，因此，红外光谱技术可用于快速、准确地鉴定化学物质成份。
例如，通过红外光谱检测葡萄糖、乳酸、氨基酸等生物分子，可为医学、生物制药等领域提供关键信息。
2.材料表征红外光谱技术对于合成或者分析新型材料（如聚合物、高分子材料、金属材料等）的结构和性质有很强的敏感性和选择性，可以非常有效地探测各种材料的成分和结构。
例如，在纳米颗粒、涂料、高分子材料中应用红外光谱技术，可以揭示材料的组成和结构。
3.环境分析红外光谱技术可用于环境污染物的监测和分析，例如地下水中的有机物污染、空气中污染物的检测等。
通过光谱仪记录样品吸收光谱图，可确定环境污染物的种类和浓度等信息。
4.生命科学红外光谱技术是研究生物细胞、组织等方面的重要手段。
2023-2027全球与中国傅里叶变换红外光谱仪市场现状及未来发展趋势
2023-2027全球与中国傅里叶变换红外光谱仪市场现状及未来发展趋势引言傅里叶变换红外光谱仪是一种能够分析材料的化学组成和结构的重要仪器。
它利用傅里叶变换原理将物质的红外光谱转换为频率分布谱，从而提供了关于物质特征和性质的详细信息。
在过去几年里，全球和中国傅里叶变换红外光谱仪市场都取得了快速增长。
本文将分析2023-2027年傅里叶变换红外光谱仪市场的现状和未来发展趋势。
1. 市场现状1.1 全球市场现状全球傅里叶变换红外光谱仪市场在过去几年里保持了稳定的增长。
市场规模由于其在材料科学、制药和生命科学等领域的广泛应用而迅速扩大。
而且，随着技术的不断进步和市场竞争的加剧，傅里叶变换红外光谱仪的性能和功能也得到了大幅提升。
目前，全球傅里叶变换红外光谱仪市场主要由美国、欧洲和亚太地区主导。
1.2 中国市场现状中国作为全球最大的制造业和消费市场之一，在傅里叶变换红外光谱仪市场也扮演着重要角色。
近年来，中国政府加大了对科技创新的支持力度，并致力于提升本土科技企业的研发能力。
这些举措为中国傅里叶变换红外光谱仪市场的快速发展提供了有力支持。
目前，中国的傅里叶变换红外光谱仪市场呈现出高速增长的势头。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步与创新傅里叶变换红外光谱仪市场的快速增长与技术的不断进步和创新密切相关。
近年来，随着红外光谱仪器的微型化和智能化趋势的出现，傅里叶变换红外光谱仪在实验室和生产环境中的应用越来越广泛。
例如，一些厂商已经推出了便携式傅里叶变换红外光谱仪，使得在实地实验中对样品的分析变得更加便捷和高效。
2.2 应用领域的多样性傅里叶变换红外光谱仪在多个领域具有广泛的应用前景。
材料科学、制药和生命科学是傅里叶变换红外光谱仪市场的主要应用领域。
随着新材料的开发和生物技术的进步，傅里叶变换红外光谱仪市场的需求持续增长。
另外，环境监测、食品安全和农业领域也逐渐成为傅里叶变换红外光谱仪的新兴应用领域。
3. 市场发展趋势3.1 技术整合与升级未来，傅里叶变换红外光谱仪市场将继续受到技术整合和升级的推动。
红外光谱仪发展现状
红外光谱仪发展现状红外光谱仪是一种广泛使用的光谱分析仪器。
它是通过测量物质与红外辐射的相互作用来获取其分子结构和组成的。
红外光谱仪的发展非常迅猛，现在已经成为科学研究、医疗、环检等领域必备的仪器之一。
以下是红外光谱仪发展现状的主要内容：一、市场现状红外光谱仪的市场非常广泛，主要应用于生物医药、化学、环保、食品等行业。
目前红外光谱仪市场的主要供应商有Thermo Fisher Scientific、PerkinElmer、Shimadzu、Bruker等国际知名企业。
二、技术发展1.光源技术：红外光谱仪所采用的光源分为热辐射光源和发光二极管光源。
近年来，热辐射光源上的技术迅速发展，如超长寿命源、全反射腔等。
2.检测器技术：现代红外光谱仪采用的检测器有霍尔效应探测器、光栅阵列探测器和互补式金属氧化物半导体（CMOS）探测器等。
这些探测器在检测性能、动态范围和信噪比等方面都得到了显著提升。
3.谱库技术：利用红外光谱进行分析常常需要许多标准谱。
目前，已经针对化学品、食品、化妆品等分别建立了丰富的标准谱库。
此外，由于机器学习和深度学习的进展，红外光谱大数据处理也迅速发展。
三、应用领域的发展1.食品安全：红外光谱在食品安全领域的应用越来越多，主要用于检测食品中的农药残留、食品中添加剂和保鲜剂的成分等等。
2.生物医药：红外光谱在生物医药领域的应用也逐渐扩大。
它可以用于分析药品的成分、检测蛋白质的变性和结晶情况等。
3.环境监测：红外光谱作为环境监测的重要手段之一，可以用于检测空气、水源和土壤中的污染物质，对保障人类健康和环境安全具有重要意义。
总之，随着科技的进步和应用领域的不断拓展，红外光谱仪的发展非常迅猛，未来其应用前景将会更加广阔。
红外吸收光谱仪简介及在环境监测中应用
红外吸收光谱仪简介及在环境监测中应用红外技术目前已经广泛应用于环境监测、新型材料分子类型和结构判定、石油勘探与分析、地质矿物鉴定、农业生物学、医学、气象科学、军事科学、原子能科学等一系列领域。
随着红外吸收光谱仪的方法原理日益成熟，采用新技术的红外吸收光谱仪层出不穷，仪器的精度也不断地提高。
标签：红外吸收光谱;环境监测;FTIR1、红外技术的发展1800年英国物理学家赫胥尔从热的观点研究可见光时意外发现红外线。
其波长在0.76～100μm之间，在电磁波连续频谱中处于无线电波与可见光之间区域。
1947年世界上第一台双光束自动记录红外光谱仪的诞生标志着红外光谱法已进入一个新时代[1]。
如今红外光谱仪的发展已经历四代：1）棱镜式色散型红外光谱仪，对工作环境要求苛刻，尤其是对温度和湿度敏感;2）光栅型色散式红外光谱仪;3）干涉型红外光谱仪，具有宽的测量范围、高精度、高分辨率和极快的测量速度;4）傅立叶变换红外光谱仪（FTIR），其在能量、单色性、灵敏度等各方面都有较大的提高[2]。
红外线按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类。
2、红外吸收光谱仪理论原理红外吸收光谱仪是鉴定化合物成分的重要分析方法，其基本原理为：将红外光照射在被检材料上，通过检测材料吸收（或透过）光的强弱来判断化合物的分子结构[3-5]。
2.1定性和结构分析。
由于不同化合物具有不同的分子结构，其吸收不同能量而产生相应的红外吸收光谱，因此用仪器测绘试样的红外吸收光谱，然后根据各种物质红外特征吸收峰位置、数目、相对强度和形状（如峰宽、峰高）等参数，就可推断试样中存在哪些基团，并确定其分子结构，这就是红外吸收光谱的定性和结构分析的依据[6]。
2.2定量分析。
即使同一化合物在浓度不同时，在同一吸收峰的位置上也具有不同的吸收峰强度，在一定条件下物质浓度与特征吸收峰强度成正比关系，这就是红外光谱的定量分析依据。
2.3红外吸收的主要光谱区[7-9]。
2024年红外光谱仪市场调研报告
红外光谱仪市场调研报告引言红外光谱仪是一种用于分析和测量物质分子的工具，其基本原理是利用物质吸收、发射或散射红外辐射的特性来确定分子结构和化学组成。
在化学、材料科学、生物科学等领域，红外光谱仪被广泛应用于质谱分析、物质鉴定、成分分析等领域。
本次市场调研报告将对红外光谱仪市场进行综合分析。
市场规模及预测根据市场调查数据，红外光谱仪市场在过去几年保持了稳定的增长。
预计在未来几年内，红外光谱仪市场仍将保持较高的增长率。
这主要归因于以下几个因素： - 进一步扩大应用领域：随着科学技术的不断发展，红外光谱仪的应用范围将进一步扩大，涵盖物质分析、生物医学、环境监测等多个领域。
- 技术进步：红外光谱仪的技术不断更新，新一代红外光谱仪具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更好的分辨率，满足了用户对高性能设备的需求。
- 市场竞争加剧：随着更多企业进入红外光谱仪市场，市场竞争变得更加激烈，价格竞争和技术创新成为各企业争夺市场份额的手段。
根据市场调研和预测分析，预计2025年红外光谱仪市场的总销售额将超过X亿美元。
主要市场趋势1. 需求增加的应用领域红外光谱仪在化学、生物医学、材料科学等领域的应用需求不断增加。
例如，在食品安全监测领域，红外光谱仪可以用于检测食品中的有害物质和添加剂，确保食品质量和安全；在环境监测领域，红外光谱仪可以用于监测大气污染物和水质，对环境保护起到重要作用。
2. 技术升级和创新红外光谱仪的技术不断创新和升级，以提高仪器的性能和功能。
例如，红外光谱仪的分辨率得到提高，可检测更小浓度的物质；仪器的响应速度提高，缩短了测试时间；同时，新材料和组件的应用也提高了仪器的灵敏度和稳定性。
3. 市场竞争加剧随着越来越多的企业进入红外光谱仪市场，市场竞争变得更加激烈。
各企业通过不断降低产品价格、提高售后服务和加强技术创新来争夺市场份额。
这也促使市场上的产品不断创新和改良，以满足用户不断增长的需求。
市场前景与机遇红外光谱仪市场具有广阔的前景和机遇。
傅里叶红外光谱仪发展历程
傅里叶红外光谱仪发展历程傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种常见的分析仪器，主要用于对化学样品进行红外光谱分析。
接下来，我们将对FTIR的发展历程进行详细介绍。
1. 手动积分仪时期20世纪50年代，人们开始使用手动积分仪进行红外光谱分析。
这种仪器需要手动调节光源、光滤、样品和检测器，并通过人工积分的方式获得光谱信息。
虽然这种方法可以获得高质量的光谱数据，但是需要非常繁琐的操作流程，效率很低。
2. 准直光束FTIR仪时期20世纪60年代，随着光学技术的不断进步，准直光束FTIR仪应运而生。
这种仪器采用锐利的准直光束通过样品，利用单缝扫描器进行扫描，能够获得高品质的光谱数据。
但是，由于仪器体积极大、操作步骤冗长，因此需有专门的人员来操作。
3. 四球反射FTIR仪时期20世纪70年代，四球反射FTIR仪开始普及。
这种仪器通过四个反射球将光线反射数次，从而将极小的样品红外吸收信号放大，有效提高了检测灵敏度。
此外，仪器使用非常简便，从而逐渐取代了之前的仪器。
4. 调制干涉型傅里叶变换红外光谱仪时期20世纪80年代，调制干涉型傅里叶变换红外光谱仪出现。
这种仪器通过调节光路径的长度差异，通过调制干涉信号来获得光谱信息。
这种新型技术不需要旋转单缝，因此结构更加简单，可靠性更高。
5. 扫描型傅里叶变换红外光谱仪时期20世纪90年代，扫描型傅里叶变换红外光谱仪逐渐取代了旧型号的红外仪器。
这种仪器采用傅里叶变换技术，将样品吸收的红外辐射信号转换为频谱信息。
扫描型傅里叶变换红外光谱仪不仅能够快速获得光谱信息，还具备高灵敏度、较高的精度和较高的分辨率。
综上，随着技术的不断进步和仪器结构的不断改进，傅里叶红外光谱仪的性能不断提升，应用领域也越来越广泛。
傅里叶红外光谱仪发展史
傅里叶红外光谱仪发展史
傅里叶红外光谱仪是一种通过分析物质分子振动使化学物质产生红外吸收谱的仪器。
以下是傅里叶红外光谱仪的发展史：
1. 19世纪末，威廉·赫舍尔发现了红外光谱学。
他使用光栅仪器来分析物质光谱。
2. 20世纪20年代，加拿大科学家约翰斯通利和哈特利发明了红外分光仪。
3. 1949年，美国研究员约翰·康普顿发明了第一台傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）。
4. 1961年，美国研究员马克·康尼发明了第一台可旋转样品架的FT-IR光谱仪。
5. 1971年，日本研究员菊地宏发明了被称为“菊地仪”的变角反射FT-IR光谱仪。
6. 1982年，德国研究员汉斯·布罗克发明了扫描式傅里叶变换红外光谱仪（SC-FTIR）。
7. 1990年代，可拓展光学系统（EOS）和扭曲干涉滤波器（WIF）得到广泛应用，FT-IR光谱仪的性能得到了显著提高。
8. 当前，FT-IR光谱仪已成为常用的分析仪器，广泛应用于各个领域的研究和工业生产。
未来的发展趋势是提高仪器的分辨率、敏感度和波数精确度。
红外光谱仪的发展及其在涂料工业中的应用方向
红外区的光谱 （０ ０－ １ ｍ 。 １０ ０ －０ 叫） － ｃ
２ 傅 立 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 （ Ｔ Ｒ） Ｆ Ｉ 的
发 展 趋 向
Ｆ Ｒ正从 大型 的研 究级 仪 器 向小 型 的普 及 级 ＴＩ
动镜 扫 描 一次 的时 间 大约 一秒 钟 ， 一 次 扫描 而
（） ５ 测定 范 围宽
型红 外分 光 光 度 计 ， 称 为 第 三 代 红外 光 谱 仪 ［ 。 被 ２ ］
只要 改 变适宜 的劈光 器 和光源 就 可 以研 究 整个
当傅立叶红外变换光谱仪在与计算机联用后 ， 其灵 敏度 比第二代光栅分光提高了 ２ ３ 至 个数谱级［。 ３ ］
傅 立 叶变换 红外 光谱 仪 的特点 ［如下 。 ４ ］
３ ４四川化 工 来自第１ ４卷２ １ 第 ２期 ０ １年
红 外 光 谱 仪 的 发 展 及 其 在 涂 料 工 业 中 的 应 用 方 向
梁 晓锋
（ 四川理 工学 院材料 与化 学工程 学院 ， 四川 自贡 ，４ ０ ０ ６３０ ）
摘 要
叙述了红外光谱仪的发展过程， 阐明了傅立叶变换红外光谱仪的特点及其发展趋 向。强调 了
３ ５
型号 的产 品 ， 以满足 不 同使用 者 的要 求 。 Ｆ Ｉ Ｔ Ｒ的另 一 发 展 方 向是 组 合 式 ， 合 又 分 两 组 种 方 式 ： 种 方 式 是 扩 大 仪 器 本 身 的 光 谱 区范 围 。 一 更 换光 路 中 的光 源 、 束 器 、 测器 等元 件 ， 同一 分 检 在 台 Ｆ Ｒ上 能得 １０ ０ ０厘 米 红 外 全 光谱 区 的 ＴＩ ５０ ￣１
信息。更换元件的操作很 简单 ， 通过计 算机 自动准
光谱仪的历史发展过程
光谱仪的历史发展过程光谱仪是一种用来对光进行分析和测量的仪器。
它通过将光分解成不同波长的光谱，可以用来研究物质的组成、结构和性质。
光谱仪的历史发展可以追溯到17世纪中期。
以下是光谱仪的主要里程碑：1. 牛顿的分光镜（1666年）：英国科学家艾萨克·牛顿使用三棱镜将光分解成不同波长的光谱，并通过改变光的入射角度和折射角度来控制光谱的属性。
2. 赫歇尔的分光仪（1802年）：德国天文学家威廉·赫歇尔发明了第一个现代意义上的分光仪。
它使用了棱镜和狭缝，可以通过旋转盘上的不同滤波片选择特定的光谱区域进行观测。
3. 傅科的光谱冲击管（1859年）：法国物理学家让-巴蒂斯特·傅科发明了光谱冲击管。
它利用气体放电的方式，产生特定波长的光谱线，从而可以研究原子和分子的发射光谱。
4. 球差光谱仪（1890年）：德国光学工程师恩斯特·亥根发明了球差光谱仪。
它利用球面设计的光学元件，减少了球差对光谱分辨率的影响，大大提高了光谱仪的精度和分辨能力。
5. 光栅光谱仪（1930年）：英国物理学家鲍里斯·史陶里发明了光栅光谱仪。
它使用光栅作为分光元件，可以更准确地测量光的波长，并提高光谱分辨率。
6. 傅里叶变换红外光谱仪（1960年）：美国物理学家阿尔伯特·迈奇尔发明了傅里叶变换红外光谱仪。
它利用傅里叶变换的原理，将红外光谱转换为频率域的信号，从而可以研究物质的化学键和分子结构。
7. 全息光谱仪（1980年）：美国物理学家丹尼斯·加布里尔发明了全息光谱仪。
它利用全息技术捕捉和记录光的干涉图案，可以同时测量多个光谱区域，提高了测量效率和准确度。
随着科学和技术的进步，光谱仪得到了不断的改进和发展。
如今的光谱仪已经具备高分辨率、高灵敏度和自动化等特点，在各个领域的研究和应用中发挥着重要作用。
红外光谱发展史
红外光谱发展史雨后天空出现的彩虹，是人类经常观测到的自然光谱。
而真正意义上对光谱的研究是从英国科学家牛顿(Newton) 开始的。
1666 年牛顿证明一束白光可分为一系列不同颜色的可见光，而这一系列的光投影到一个屏幕上出现了一条从紫色到红色的光带。
牛顿导入“光谱”（spectrum）一词来描述这一现象。
牛顿的研究是光谱科学开端的标志。
从牛顿之后人类对光的认识逐渐从可见光区扩展到红外和紫外区。
1800 年英国科学家W. Herschel 将来自太阳的辐射构成一副与牛顿大致相同的光谱，然后将一支温度计通过不同颜色的光，并且用另外一支不在光谱中的温度计作为参考。
他发现当温度计从光谱的紫色末端向红色末端移动时，温度计的读数逐渐上升。
特别令人吃惊的是当温度计移动到红色末端之外的区域时，温度计上的读数达到最高。
这个试验的结果有两重含义，首先是可见光区域红色末端之外还有看不见的其他辐射区域存在，其次是这种辐射能够产生热。
由于这种射线存在的区域在可见光区末端以外而被称为红外线。
（1801 年德国科学家J.W. Ritter 考察太阳光谱的另外一端，即紫色端时发现超出紫色端的区域内有某种能量存在并且能使AgCl 产生化学反应，该试验导致了紫外线的发现。
1881年Abney 和Festing 第一次将红外线用于分子结构的研究。
他们Hilger光谱仪拍下了46个有机液体的从0.7到1.2微米区域的红外吸收光谱。
由于这种仪器检测器的限制，所能够记录下的光谱波长范围十分有限。
随后的重大突破是测辐射热仪的发明。
1880年天文学家Langley在研究太阳和其他星球发出的热辐射时发明一种检测装置。
该装置由一根细导线和一个线圈相连，当热辐射抵达导线时能够引起导线电阻非常微小的变化。
而这种变化的大小与抵达辐射的大小成正比。
这就是测辐射热仪的核心部分。
用该仪器突破了照相的限制，能够在更宽的波长范围检测分子的红外光谱。
采用NaCl作棱镜和测辐射热仪作检测器，瑞典科学家Angstrem第一次记录了分子的基本振动（从基态到第一激发态）频率。
我国近红外光谱分析技术的发展
我国近红外光谱分析技术的发展近红外光谱分析技术是一种快速、高效、无损的分析方法，被广泛应用于现代社会的各个领域，如食品安全、药物分析、材料科学等。
本文将围绕“我国近红外光谱分析技术的发展”展开，详细介绍该技术在国内外的发展现状、应用领域以及未来发展方向等方面的内容。
近红外光谱分析技术自20世纪70年代问世以来，已经经历了数十年的发展。
目前，全球范围内有许多企业和研究机构在此领域取得了显著成果。
随着科技的不断进步，近红外光谱分析技术也在不断完善，并向更高的精度、更快速的分析速度以及更广泛的应用领域发展。
在我国，近红外光谱分析技术的研究和应用起步较晚，但发展迅速。
目前，我国已经有一些高校和科研机构在此领域取得了重要进展。
其中，以中科院上海药物研究所、中国农业大学、江南大学等为代表的机构和企业，已经在近红外光谱分析技术的多个方面取得了重要成果。
同时，国内也有一些新兴的科技企业开始涉足此领域，进一步推动了近红外光谱分析技术的发展。
近红外光谱分析技术在食品安全、药物分析、材料科学等领域有着广泛的应用。
在食品安全领域，近红外光谱分析技术可用于食品的品质和安全性的快速检测，如农药残留、重金属含量等。
在药物分析领域，近红外光谱分析技术可以对药物进行有效成分的快速鉴定和含量测定，有助于提高药物质量和临床疗效。
在材料科学领域，近红外光谱分析技术可用于材料的结构分析和性能评估，如聚合物的分子量、玻璃化转变温度等。
虽然我国近红外光谱分析技术的发展已经取得了一定的成就，但仍然存在一些问题和挑战。
我国在此领域的专业人才相对较少，需要加强人才培养和引进。
我国在近红外光谱分析技术的自主研发方面还有很大的提升空间，需要加强科技创新和投入。
近红外光谱分析技术的标准化和规范化也是亟待解决的问题，需要制定相应的标准和规范，以保证分析结果的准确性和可靠性。
针对以上问题和挑战，我们提出以下解决方案：加强人才培养和引进：我国应该加大对近红外光谱分析领域的人才培养和引进力度，建立完善的人才培养体系，吸引更多的优秀人才投身于该领域的研究和应用工作。
近红外光谱技术的研究现状和发展
近红外光谱技术的研究现状和发展
近红外光谱技术是一种广泛应用在科学和工业领域中，用于分析和识别材料中成分的工具，非常有用。
它可以用来识别、确定和测量物质的成分，以提供关于样品性质的有价值的信息。
近红外光谱技术的发展已在不断推动着更多应用的进步，从医药到环境监测，从食品安全到材料分析。
现在，近红外光谱技术正在以迅猛的节奏进行发展，主要借助于先进技术：从内向模块发展到多功能尺寸化测量，以及相关算法的进步。
传统的红外光谱仪器仍普及，尤其是在检测农业安全方面，使用仪器做更多检测和非机械方案也在发展之中。
现有研究表明，近红外光谱技术可以精准的识别和检测疾病抗原，被广泛应用于医学分子生物学和临床检测技术中。
此外，近红外光谱技术还可应用到地质勘探中，可以快速准确的识别地层的各种条件，并能够监测环境中的污染源，从而更好地保护环境和资源。
未来，随着红外光谱技术及其应用技术不断改进，其仪器和仪器技术将不断趋于小型化，以优化分析精度，大大提高生产效率及检测系统的准确性。
将会有更多的技术，和应用技术被开发出来，并被广泛应用到商业及非商业领域中。
红外光谱仪 (2)
傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR光谱仪）
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傅立叶变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源、干涉仪、检测器、 傅立叶变换红外光谱仪没有色散元件，主要由光源、干涉仪、检测器、计算 光源 机和记录仪等组成 其核心部分是迈克尔逊干涉仪。 等组成。 机和记录仪等组成。其核心部分是迈克尔逊干涉仪。
迈克尔逊干涉仪
I ( x ) = B (υ ) cos( 2πυ x )
当光源发出的多色光，干涉光强应是各单色光的叠加， 当光源发出的多色光，干涉光强应是各单色光的叠加，可用积分形式表示
I ( x) =
∞
−∞
∫ B (υ ) cos( 2πυ x ) d υ
把样品放在检测器前，由于样品对某些频率的红外光吸收， 把样品放在检测器前，由于样品对某些频率的红外光吸收，是检测器接收到 得干涉光强度发生变化，从而得到各种不同样品的干涉图。 得干涉光强度发生变化，从而得到各种不同样品的干涉图。干涉光图是光强 随动镜移动距离x的变化曲线 为了得到光强随频率变化的频域图， 的变化曲线， 随动镜移动距离 的变化曲线，为了得到光强随频率变化的频域图，借助傅里 叶变换函数将上式化为： 叶变换函数将上式化为：
3、单色器 、
单色器由色散元件、准直镜 用反射镜 不用透镜)和狭缝构成 用反射镜， 和狭缝构成， 单色器由色散元件、准直镜(用反射镜，不用透镜 和狭缝构成， 闪耀光栅是最常用的色散元件，其分辨率高，易于维护。 闪耀光栅是最常用的色散元件，其分辨率高，易于维护。
色散型红外光谱仪
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闪耀光栅
光栅
色散型红外光谱仪 4、检测器
傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR光谱仪）
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技术参数 光谱范围： 光谱范围：4000~400cm-1 分 辨 率：1.5cm-1 分钟扫描,P-P值） 信 噪 比：15000:1（4cm-1,1分钟扫描 （ 分钟扫描 值 高灵敏度DTGS检测器（国外进口） 检测器（ 检 测 器：高灵敏度 检测器 国外进口） 分 束 器：多层镀膜溴化钾 扫描速度：微机控制和选择不同的扫描速度， 扫描速度：微机控制和选择不同的扫描速度，档次连续可 调. 分 束 器：KBr基片镀锗 基片镀锗 光 源：长寿命高强度空气冷却红外光源 ：＜4.3*10¯5A 噪 音：＜ 电 源：AC220V,50Hz 外形尺寸：45.0cm X 35.0cm X 21.0cm 外形尺寸： 重 量：16Kg
傅里叶红外光谱仪的由来
傅里叶红外光谱仪的由来
傅里叶红外光谱仪是一种常见的分析仪器，可用于研究物质的结构和性质。
这种仪器是由法国物理学家傅里叶在19世纪初期提出的，他发现物质会对不同波长的红外辐射产生不同的吸收。
这个现象启发了傅里叶的学生贝采尔（Boullay）和福特（Fourier），他们在1820年代末期发明了第一个红外光谱仪。
这个早期的红外光谱仪使用了一个热源来产生红外辐射，一段试样放在辐射源和探测器之间，测量吸收的辐射量。
这个方法有一些缺点，例如试样需要被加热以产生蒸汽，且仪器无法测量吸收光谱的全部范围。
然而，这个早期的仪器奠定了将来红外光谱仪的基础。
20世纪初期，随着技术的发展，傅里叶红外光谱仪逐渐变得更加先进。
现代红外光谱仪使用的热源通常是一条加热的钨丝，试样的制备和测量也更加方便。
在计算机技术的帮助下，现代红外光谱仪能够快速地对各种物质进行分析，成为了科学研究和质量控制中不可或缺的工具。
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最佳答案在过去的50多年里，近红外光谱仪经历了如下几个发展阶段：★第一台近红外光谱仪的分光系统（50年代后期）是滤光片分光系统，测量样品必须预先干燥，使其水分含量小于15%，然后样品经磨碎，使其粒径小于1毫米，并装样品池。
此类仪器只能在单一或少数几个波长下测定（非连续波长），灵活性差，而且波长稳定性、重现性差，如样品的基体发生变化，往往会引起较大的测量误差！“滤光片”被称为第一代分光技术。
★70年代中期至80年代，光栅扫描分光系统开始应用，但存在以下不足：扫描速度慢、波长重现性差，内部移动部件多。
此类仪器最大的弱点是光栅或反光镜的机械轴长时间连续使用容易磨损，影响波长的精度和重现性，不适合作为过程分析仪器使用。
“光栅”被称为第二代分光技术。
★80年代中后期至90年代中前期，应用“傅立叶变换”分光系统，但是由于干涉计中动镜的存在，仪器的在线可靠性受到限制，特别是对仪器的使用和放置环境有严格要求，比如室温、湿度、杂散光、震动等。
“傅立叶变换”被称为第三代分光技术。
★90年代中期，开始有了应用二极管阵列技术的近红外光谱仪，这种近红外光谱仪采用固定光栅扫描方式，仪器的波长范围和分辨率有限，波长通常不超过1750nm。
由于该波段检测到的主要是样品的三级和四级倍频，样品的摩尔吸收系数较低，因而需要的光程往往较长。
“二极管阵列”被称为第四代分光技术。
★90年代末，来自航天技术的“声光可调滤光器”（缩写为AOTF）技术的问世，被认为是“90年代近红外光谱仪最突出的进展”，AOTF是利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的光电器件，与通常的单色器相比，采用声光调制即通过超声射频的变化实现光谱扫描，光学系统无移动性部件，波长切换快、重现性好，程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性，尤其是外部防尘和内置的温、湿度集成控制装置，大大提高了仪器的环境适应性，加之全固态集成设计产生优异的避震性能，使其近年来在工业在线和现场（室外）分析中得到越来越广泛的应用。
非制冷红外技术发展现状（上）尤海平(2005.11.17)在夜视领域，红外探测器是热成像系统的核心，主要分为两类：制冷型（基于光子探测）和非制冷型（基于热探测）。
尽管前者（或者为光电探测器，或者为光伏器件）被认为是实际应用中最佳的红外热探测技术，但它们的制造和使用成本较高。
不过，近年来非制冷红外探测器获得了长足发展。
与制冷红外探测器相比，非制冷红外探测器不需要在系统中安装制冷装置，因此尺寸较小、重量较轻且功耗较低。
此外，它们与制冷型光子探测器相比可提供更宽的频谱响应和更长的工作时间。
因此，非制冷技术能为军事用户提供成本更低、可靠性更高的高灵敏传感器。
换句话说，它们能更廉价地进行采购和使用，这是其吸引人的地方。
不幸的是，非制冷红外探测器在灵敏度方面至今无法满足所有军事应用的要求，因此其应用仍然存在一定限制。
不过，随着更多的投资涌向该技术领域，这种情况无疑会发生改变。
在不以远距离应用为主的场合，非制冷红外技术的应用正日趋广泛。
这方面的最好例子是许多国家准备发展的综合"未来士兵系统"，夜视能力是其基本要求，此时成本、重量和功耗显得格外重要。
工作原理红外探测器产生的输出信号依赖于进入其作用区域的辐射总量。
热（非制冷红外）探测器将入射辐射转换为热，而这将导致探测器元件温度升高。
温度的变化随后将转换为可被放大和显示的电信号。
热探测器能响应较宽范围的波长，而且不同波长的响应能力没有明显差异，同时在室温下具有足够高的灵敏度，可以满足成像要求。
红外频谱覆盖0.7～14 m，并被分为短波红外（也称为近红外，覆盖0.7～3 m波段）、中波红外（覆盖3～5 m）和长波红外（也称远红外，覆盖5～14 m），不过大多数长波红外探测器覆盖8～12 m。
非制冷红外探测器有三种类型："测辐射热计，它测量电阻随温度的变化；"热电（或铁电）探测器，测量自发电子偏振随温度的变化；"热电堆，测量电动势随温度的变化（这就是众所周知的塞贝克效应或热电效应）。
在这三种探测器中，测辐射热计探测器由于与CMOS（互补型金属氧化物半导体）技术兼容而成为应用最广泛的非制冷红外探测器。
这种探测器可以单片方式与标准CMOS电路集成，因此生产成本较低。
它还允许使用超大规模集成技术实现"有源像素"结构，这种结构可以在一块芯片上集成摄像机的所有功能。
为了成为热成像摄像机的一部分，单独的红外探测器（包括制冷型或非制冷型）通常以集群成所谓的焦平面阵列（FPA），不过在特定的应用中也可以制成线阵。
每个探测器提供一个探测像素，组成阵列的像素越多，所形成的图像越清晰（且越精确）。
除了红外探测器或焦平面阵列外，热成像摄像机还需要电源、信号处理器、各种光学子部件以及视频监视器系统。
现有的热成像摄像机的用途多种多样，例如机载应用中的前视红外系统（或者装在吊舱中，或者成为传感器转塔有效负载的一部分）、装甲战车和海军导弹系统用的火控系统、单兵或班组武器的瞄准镜以及导弹寻的器等。
非制冷红外探测器目前的应用范围主要有监视、轻型头盔瞄准具、灵巧弹药、武器瞄准具、无人值守地面传感器和导弹/灵巧炸弹寻的器等。
对非制冷技术的进一步发展要求可以概括为更高的灵敏度、更小的像素尺寸和更大阵列（目标是640×480元或更大）。
此外，这类热像仪还需要提高温度稳定性、降低光学系统成本和减小功耗。
这些需求的不同组合将导致更轻、更紧凑且生产成本更低的设计。
在美国，陆军通信-电子司令部夜视与电子传感器局和国防高级研究计划局（DARPA）合作研究非制冷技术。
主要有三家公司--BAE系统公司北美分公司、DRS技术公司和雷西昂公司从事军用非制冷微测辐射热计研究工作，其中DRS公司曾兼并了得克萨斯仪器公司、休斯公司和波音公司的红外业务。
红外焦平面阵列技术的发展现状与趋势2未来的发展趋势上面已叙述了进入二十一世纪以来红外焦平面技术的发展现状与趋势，2010年时的红外焦平面阵列技术发展将是人们十分关注的课题，那么2010年时红外焦平面阵列技术的发展将是什么结果呢？目前先进的红外焦平面阵列技术正处在从第二代向第三代更为先进的阵列技术发展的转变时期。
各有关公司厂家着眼于2010年市场需求，正在加紧确定第三代红外焦平面阵列技术的概念，目前各有关公司和厂家机构的注意力已转向第三代红外焦平面阵列传感器的发展。
第三代红外焦平面阵列技术要满足以下几种要求：·焦平面上探测器像元集成度为≥106元，阵列格式≥1K×1K，至少双色工作，·高的工作温度，以便实现低功耗和小型轻量化的系统应用，·非致冷工作红外焦平面阵列传感器的性能达到或接近目前第二代致冷工作红外焦平面阵列传感器的水平，·必须是极低成本的微型传感器，甚至是一次性应用的传感器。
第三代红外焦平面阵列传感器有下列三种：即：（1）大型多色高温工作的红外焦平面阵列，探测器像元集成度≥106元，阵列格式1000×1000，1000×2000，和4096×4096元，像元尺寸18×18μm2，目前芯片尺寸22×22mm2，未来的芯片应更大，高的量子效率，能存储和利用探测器转换所有的光电子，自适应帧速（480Hz），双色或多色工作，使用斯特林或热电温差电致冷器，工作在120～180K，光响应不均匀≤0.05%，NETD≤50mk(f/1.8)，结构上单片或混合集成，可以是三维的。
（2）非致冷红外焦平面阵列，无须温度稳定或致冷，用于分布孔径设计，重量仅1盎司，30mW 功率，焦平面探测器元集成度≥106元，阵列格式1000×1000元，像元尺寸为25μm×25μm，NETD ＜10mK(f/1)，或60mK(f/2.5)，低成本、低功耗、中等性能，用于分布孔径设计中获取实用信息。
（3）非致冷工作的微型传感器，焦平面探测器像元集成度仅160×120元～320×240元，像元尺寸50μm×50μm～25μm×25μm，NETD＜50mK(f/1.8)，输入功率10mW以下，重量1盎司，尺寸＜2立方英寸，低成本。
最终的第三代红外焦平面阵列将是极低成本的微型传感器，将占领整个红外市场，其未来的应用将是无人操作的一次性应用传感器，如微型无人驾驶航空飞行器，头盔安装式红外摄像机和微型机器人等。
表1列出了第三代红外焦平面阵列传感器的特点。
高性能多色致冷传感器高性能非致冷传感器非致冷微型传感器焦平面阵列格式1000×10001000×20002000×20004096×40961000×1000160×120320×240像元尺寸18μm×18μm1密尔×1密尔2密尔×2密尔工作波段双色或多色8×12μm封装真空高真空中等真空中等真空制冷器机械或热电温差制冷器非致冷非致冷工作温度120K～180K室温，无需温度稳定室温，无需温度稳定目标最大作用距离最大杂波抑制低成本，低功耗，中等性能一次性使用，10mW功率3结论进入二十一世纪，红外焦平面阵列技术发展已取得了举世瞩目的成就，已从第一代线阵列发展到了今天的二维TDI和大型凝视焦平面阵列，目前正在向焦平面探测器元高集成度（≥106元）的高密度、小像元（25μm×25μm～18μm×18μm）、高性能、多色和低成本的方向发展；最佳答案研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的技术科学。
任何物体的红外辐射包括介于可见光与微波之间的电磁波段。
通常人们又把红外辐射称为红外光、红外线。
实际上其波段是指其波长约在0.75微米到1000微米的电磁波。
通常人们将其划分为近、中、远红外三部分。
近红外指波长为0.75～3.0微米；中红外指波长为3.0～20微米；远红外则指波长为20～1000微米。
在光谱学中，波段的划分方法尚不统一，也有人将0.75～3.0微米、3.0～40微米和40～1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。
另外，由于大气对红外辐射的吸收，只留下三个重要的"窗口"区，即1～3微米、3～5微米和8～13微米可让红外辐射通过，因而在军事应用上，又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。
8～13微米还称为热波段。
红外技术的内容包含四个主要部分：1.红外辐射的性质，其中有受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性--反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。
2.红外元件、部件的研制，包括辐射源、微型制冷器、红外窗口材料和滤光电等。