基于对干涉后的红外光谱仪研究的角度分析

傅里叶红外波谱仪原理

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。可以对样品进行定性和定量剖析，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。

红外波谱简介

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。红外光又可根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)能挺好地反映分子内部所进行的各类化学过程以及分子结构方面的特点，对解决分子结构和物理组成中的各类问题Z为有效，因此中红外区是红外波谱中应用Z广的区域傅里叶红外光谱仪原理、构成，通常所说的红外波谱大都是指这一范围。

红外波谱属于吸收波谱，是因为化合物分子震动时吸收特定波长的红外光而形成的，物理键震动所吸收的红外光的波长取决于物理键动力常数和联接在两端的原子折合质量，也就是取决于的结构特点。这就是红外波谱测定化合物结构的理论根据。

红外波谱作为“分子的指纹”广泛的用于分子结构和物质物理组成的研究。依据分子对红外光吸收后得到谱带频度的位置、强度、形状以及吸收谱带和湿度、聚集状态等的关系便可以确定分子的空间构象，求出物理建的力常数、键长和键角。

从波谱剖析的角度看主要是借助特点吸收谱带的频度推测分子中存在某一官能团或键，由特点吸收谱带频度的变化推断临近的官能团或键，从而确定分子的物理结构，其实也可由特点吸收谱带硬度的改变对混和物及化合物进行定量剖析。而鉴于红外波谱的应用广泛性，绘出红外波谱的傅里叶红外波谱仪也成了科学家们的zhong点研究对象。

傅里叶红外波谱仪工作原理

傅里叶红外波谱仪是依据光的相干性原理设计的，因而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，大多数傅里叶红外波谱仪使用了迈克尔逊干涉仪，因而实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快速傅里叶变换估算，因而得到以波长或波数为函数的波谱图，因而，谱图称为傅里叶红外波谱，仪器称为傅里叶红外波谱仪。

傅里叶红外波谱仪的典型光路系统，来自红外光源的幅射，经过凹面反射镜使成平行光后步入迈克尔逊干涉仪，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)，使光束聚焦到测量器上。

傅里叶红外波谱仪无色散器件，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之后抵达测量器，傅里叶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是相互垂直的平面反射镜。分光束器以45°角放在M1和M2之间，分光束器能将来自光源的光束分成相等的两部份，一半光束经分光束器后被反射，另一半光束则透射通过分光束器。

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，再投射到测量器上，因为动镜的联通，使两束光形成了光程差，当光程差为半波长的质数倍时，发生相长干涉，形成暗线;为半波长的质数倍时傅里叶红外光谱仪原理、构成，发生相消干涉，形成明线，若光程差既不是半波长的质数倍，也不是质数倍时，则相干光硬度介于前两种情况之间，当动镜联系联通，在测量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。

傅里叶红外波谱仪检测中，主要由两步完成:diyi步，检测红外干涉图;第二步，通过计算机对该干涉图进行快速傅里叶变换估算，因而得到以波长或波数为函数的卷积谱，即红外波谱图。

傅里叶红外波谱仪的主要特征

码率高：

傅里叶红外波谱仪所用的光学器件少，没有光栅或棱镜分光器，减少了光的耗损，并且通过干涉进一步降低了光的讯号，因而抵达测量器的幅射硬度大，帧率高。

再现性好：

傅里叶红外波谱仪采用的傅里叶变换对光的讯号进行处理，防止了马达驱动光栅分光时带来的偏差，所以再现性比较好。

扫描速率快：

傅里叶红外波谱仪是根据全波段进行数据采集的，得到的波谱是对多次数据采集求平均后的结果，并且完成一次完整的数据采集只须要一至数秒，而色散型红外波谱仪则须要在任刹那间只测试很窄的频度范围，一次完整的数据采集须要十分钟至二十分钟。