傅立叶变换红外（FT-IR）光谱仪研究的应用

傅立叶变换红外（FT-IR）波谱仪是依照光的相干性原理设计的，所以是一种干涉型波谱仪，它主要由光源（硅碳棒，高压汞灯），干涉仪，检查器，计算机和记录系统组成，大多数傅立叶变换红外波谱仪使用了迈克尔逊（）干涉仪，然而试验检测的原始波谱图是光源的干涉图，之后通过计算机对干涉图进行迅速傅立叶变换估算，因而得到以波速或波数为函数的波谱图，然而，谱图称为傅立叶变换红外波谱，仪器称为傅立叶变换红外波谱仪。

一、红外光学台

红外光学台由红外光源、光阑、干涉仪、样品室、检测器以及各类红外反射镜、氦氖雷射器、控制电路和电源组成。

傅里叶变换红外波谱是将迈克尔逊干涉仪动镜扫描时采集的数据点进行傅立叶变换得到的。动镜在联通过程中，在一定的厚度范围内，在大小有限，距离相等的位置采集数据，由某些数据点组成干涉图，于是对它进行傅立叶变换，得到一定范围内的红外波谱图。每一个数据点由两个数组成，对应于X轴和Y轴。对应同一个数据点，X值和Y值决定于波谱图的表示方法。因而，在采集数据之前，还要设定波谱的横纵座标单位。

红外波谱图的横座标单位有两种表示法：波数和波速。一般以波数为单位。而对于纵座标，对于选用透射法测量样品的透射波谱，波谱图的纵座标只有两种表示方式，即透射率T和吸色度A。透射率T是由红外光透过样品的光强I和红外光透过背景（一般是空光路）的光强I0的比值，一般选用百分率（％）表示。吸色度A是透射率T倒数的对数。

透射率波谱图其实能直观地看出样品对红外光的吸收状况，而且透射率波谱的透射率与样品的品质不成反比关系，即透射率波谱不能适于红外波谱的定量剖析。而吸色度波谱的吸色度值A在一定范围内与样品的长度和样品的含量成反比关系，因此大都以吸色度表示红外波谱图。

二、光学系统及工作原理

傅立叶变换红外波谱仪的典型光路系统，来自红外光源的幅射，经过凸台反射镜使成垂直光后踏入迈克尔逊干涉仪，离开干涉仪的脉动光束投射到一晃动的反射镜B，使光束交替通过样品池或参比池，再经摇动反射镜C（与B同步），使光束聚焦到测试器上。

傅立叶变换红外波谱仪无衍射器件，没有夹缝傅里叶红外光谱仪原理图片，故来自光源的光有足够的能量经过干涉后照射到样品上之后抵达测量器，傅立叶变换红外波谱仪检测部份的主要核心部件是干涉仪，干涉仪是由固定不动的反射镜M1（定镜），可联通的反射镜M2（动镜）及分光束器B组成，M1和M2是相互平行的平面反射镜。B以45°角放在M1和M2之间，B能将来自光源的光束分成相等的两部份，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凝聚在一起，再投射到测试器上，因为动镜的联通傅里叶红外光谱仪原理图片，使两束光形成了光程差，当光程差为半波速的质数倍时，发生相长干涉，形成暗线；为半波速的质数倍时，发生相消干涉，形成明线，若光程差既不是半波速的质数倍，也不是质数倍时，则相干光硬度介于前两种状况之间，当动镜联系联通，在测试器上记录的讯号正弦变化，每联通四分之一波长的距离，讯号则从明到暗周期性的改变一次。

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