傅立叶变换红外光谱仪的优点及工作原理相关

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本文目录一览：傅立叶变换红外波谱仪的优点?

其主要优点如下：

1）扫描速率快。傅立叶变换红外波谱仪的扫描速率比色散型仪器快数百倍，并且在任何检测时间内都能获得幅射源的所有频度的全部信息,即所谓的“多路传输”。对于稳定的样品，在一次检测中通常采用多次扫描、累加求平均法得干涉图,这就改善了杂讯。在相同的总检测时间和相同的帧率条件下，傅里叶变换红外波谱法的杂讯比色散型的要提升数十倍以上。

2）具有很高的帧率。帧率是红外波谱仪的主要性能指标之一，指波谱仪对两个靠得很近的谱线的分辨能力。傅里叶变换红外波谱仪均有多档帧率值供用户据实际须要随选随用。

3）波数精度高。波数是红外定性剖析的关键参数，因而仪器的波数精度十分重要。由于干涉仪的动镜可以很精确地驱动，所以干涉图的变化很确切，同时动镜的联通距离是He-Ne激光器的干涉纹检测的，因而保证了所测的光程差很确切，因而在估算的波谱中有很高的波数精度和确切度，一般可到0.01cm-1。

4）极高的灵敏度。色散型红外分光光度计大部份的光源能量都损失在入口狭缝的刀口上，而傅立叶变换红外仪没有狭缝的限制，幅射通量只与干涉仪的平面镜大小有关，在同样的码率下，其幅射通量比色散型仪器大得多，因而使测量器接受的杂讯减小，因而具有很高的灵敏度，因为此优点,使傅立叶变换红外波谱仪非常适宜检测弱讯号波谱。

5）研究波谱范围宽。一台傅立叶变换红外仪只要用计算机实现检测仪器的元元件(不同的分束器和光源等)的手动转换，就可以研究整个近红外、中红外和远红外区的波谱。

主要就这几点哈。

为何说傅里叶波谱在红外区有统治地位？

红外波谱技术的最新进展是傅里叶变换红外波谱（FTIR）技术。

FTIR在频域、分辨率、速度和侦测极限上具有好多优势。在红外研究领域，FTIR方式几乎完全替代了光栅分水人。

傅里叶变换波谱仪可以理解为以某种物理方法对波谱信息进行编码的摄谱仪，它能同时检测、记录所有谱元的讯号，并以更高的效率采集来自光源的幅射能量，进而使它具有比传统波谱仪高得多的帧率和杂讯；同时它的数字化的波谱数据傅里叶红外光谱仪原理，也易于计算机处理。正是这种基本优点，使傅里叶变换红外波谱方式发展成为目前中、远红外波段中最有力的波谱工具。

FTIR的优点

1.多通道（优点）

在色散型仪器中，因为测量器只能响应入射光硬度的变化，不能响应入射光频度。为此，在检测时，需把入射的复色光用单色器色散为不同频度的区分单元。为了测量这种相对纯化的光，就须要用光阑窄缝滤掉绝大部份色散后的单色光，仅让某一频度单色光通过。为了能测定全波谱，只得次序多次测定色散后不同频度的单色光。

对于FTIR波谱仪，入射光被干涉仪调制成声频波，不同频度的光被调制成不同的值，所用侦测器既获得硬度信息，又获得频度信息。各类频度光同时落到侦测器上，无需分光检测。这样色散仪器每次仅检测全波谱很小的一部份，而FTIR却测了全部波谱。如在波段范围内，用码率进行检测，则检测所需区分单元数。用色散波谱仪在T时间内对波段检测时，每位区分单元所需的测定时间为。与此相应，FTIR则为T。因为随机噪音导致的杂讯与检测时间成反比，所以FTIR比色散型波谱仪码率高的多，而且帧率越高，提高越大。在0.1cm-1帧率时，提升近190倍。其实多通道的优点使FTIR的杂讯降低，伴随而至的是测量灵敏度急剧增强。

2.高光通量（优点）

在色散型仪器中，光路里设有狭缝式光阑，绝大部份光被它封住，仅使很少部份光通过，但是码率越高，狭缝调得越窄，实际通过得光越少。加之光路中得许多光学器件也会损失光能，因此使色散型仪器光通量很小。FTIR波谱仪中不仅有光能损失甚少外，常常不设限光狭缝或其他限光器件。光可全部通过光孔，光通量很大。

光学系统的光通量Ω指通过它传送的光的总能量。光通量定义为光束的面积和立体角的乘积，即光阑面积和向准直镜孔径所张立体角的乘积，或则等效为准直光的面积和它的发散的立体角的乘积

在一些低码率的波谱仪中没有准直光阑，光源或侦测器起着有效光阑的作用，限制了光通量的大小。

为了获得理想准直的光束（光束完美的平行），光阑必须无穷小，于是光通过量为零。光阑越大，光通量越大，而被准直的光束也越发散。但是，干涉仪中光束的发散度，或则它的光通量，是深受所要求的波谱码率限制的。由于对于一个给定的动镜位移，以不同的角度通过干涉仪的光线抵达真正光轴有不同的光程差，它们对总干涉图讯号的各自贡献将会模糊掉每位动镜位移的光程差。因而，帧率要求越高，光发散要求越小。最佳的通过量与所研究的最高频率处的波谱码率是完全一致的。最大光通量定量地与波谱码率成比列

3.高检测精度（优点）

色散型仪器的精度受好多条件的限制。如校准谱图精度的校样含量、机械部件联通以及人为的读书偏差等，都使这类仪器检测精度难于增强。通常很难达到0.1cm-1精度。

FTIR波谱仪的光学结构简单，干涉仪只有一个动镜是运动部件，一般动镜是在无磨擦的空气轴承上联通，其运动又受高度稳定的He-Ne激光干涉系统监控，因而检测的重复性和确切度都很非常高。加之在FTIR系统中，使用了单色性极好的He-Ne激光干涉系统作为取样标尺，确保取样精度达到0.001cm-1。

4.检测波段宽，全波段内帧率一致

色散型波谱仪检测时，用色散法配以光阑狭缝取得单色光。但这种不同频度的单色光能量又不尽相同。为了保持所获得的能量近似不变，往往须要不断改变狭缝长度，或用其他技术来调节光通量。这在技术上是很困难的。一种简化的办法是在中红外检测全波段波谱时，使用两种帧率。色散型波谱仪未能在全波段范围内帧率一致。

FTIR波谱仪以干涉法采集数据，以数字方式储存数据和运算，很容易做到帧率一致。极宽的检测波段也是FTIR波谱仪特有的优点。它可用改换光源、分束器、探测器的办法，在同一台FTIR波谱仪上实现多波段检测。

红外分光光度计和傅里叶红外波谱仪之间的区别

一、原理不同

1、红外分光光度计：由光源发出的光，被分为能量均等对称的两束，一束为样品光通过样品，另一束为参考光作为基准。这两束光通过样品室步入光度计后，被扇形镜以一定的频度所调制，形成交变讯号，之后两束光和为一束，并交替通过入射狭缝步入单色器中。

2、傅里叶红外波谱仪：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波谱仪。

二、构成不同

1、红外分光光度计：侦测器将上述交变的讯号转换为相应的联通号，经放大器进行电流放大后傅里叶红外光谱仪原理，转到A/D转换单位，计算机处理后得到从高波数到低波数的红外吸收波谱图。

2、傅里叶红外波谱仪：由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各类红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。

三、应用不同

1、红外分光光度计：可广泛地应用在石油、化工、医药、环保、教学、材料科学、公安、国防等领域。

2、傅里叶红外波谱仪：广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴别、刑侦鉴别等领域。