傅里葉紅外光譜儀使用的技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)-華普通用
在對(duì)樣品進(jìn)行定性與定量分析時(shí)，例如醫(yī)藥化工、寶石鑒定、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、刑偵鑒定等領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)用傅里葉紅外光譜儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)分析，而其所利用的技術(shù)是傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜，不少人了解儀器的原理，那么其使用的技術(shù)，又了解多少呢？
關(guān)于傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜
傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜 (FTIR)是一種用來(lái)獲得固體, 液體或氣體的紅外線吸收光譜和放射光譜的技術(shù)。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀同時(shí)收集一個(gè)大范圍范圍內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)。這給予了在小范圍波長(zhǎng)內(nèi)測(cè)量強(qiáng)度的色散光譜儀一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。FTIR已經(jīng)能夠做出色散型紅外光譜，但使用的并不普遍(除了有時(shí)候在近紅外)，開(kāi)啟了紅外光譜新的應(yīng)用。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀是源自于傅立葉轉(zhuǎn)換(一種數(shù)學(xué)過(guò)程)，需要將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的光譜。
根據(jù)紅外光的分類，傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜也可以分為以下幾種：
近紅外光FTIR：近紅外光區(qū)域介于波長(zhǎng)從巖鹽區(qū)域到可見(jiàn)光的起始(約在750nm)。從基本振動(dòng)的泛頻上可以觀察到此區(qū)域。它主要應(yīng)用在工業(yè)上，如化學(xué)影像和流程控制。
中紅外光FTIR：隨著廉價(jià)微電腦的出現(xiàn)，使得能有專門用于控制光譜儀、收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行傅里葉轉(zhuǎn)換和光譜呈現(xiàn)的電腦得以出現(xiàn)。這促進(jìn)了在巖鹽區(qū)域的FTIR分光光度計(jì)的發(fā)展。然而，制造超高精確度的光學(xué)零件和機(jī)械零件卻是必須克服的問(wèn)題。廣泛被使用的器具現(xiàn)在可以在市面上買到。雖然在儀器的設(shè)計(jì)上越來(lái)越復(fù)雜，但是基本原理仍然保持相同。如今，干涉儀上的移動(dòng)鏡以相同的速度移動(dòng)且干涉圖的取樣會(huì)位于被氦-氖激光所點(diǎn)燃的二次干涉的邊緣發(fā)現(xiàn)通過(guò)零交叉點(diǎn)所觸發(fā)。這賦予了高波數(shù)下從紅外光譜上所得到結(jié)果的精確度并避免波數(shù)校準(zhǔn)錯(cuò)誤。
遠(yuǎn)紅外光FTIR：一開(kāi)始，F(xiàn)TIR分光光度計(jì)是使用在遠(yuǎn)紅外光的范圍上。這么做是因?yàn)榭紤]到了良好光學(xué)性能所需求的機(jī)械耐用度，這也關(guān)系到了光波長(zhǎng)的選用。
傅里葉近紅外檢測(cè)器原理
光源發(fā)出的光被分束器(類似半透半反鏡)分為兩束，一束經(jīng)透射到達(dá)動(dòng)鏡，另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動(dòng)鏡反射再回到分束器，動(dòng)鏡以一恒定速度作直線運(yùn)動(dòng)，因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差，產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會(huì)合后通過(guò)樣品池，通過(guò)樣品后含有樣品信息的干涉光到達(dá)檢測(cè)器，然后通過(guò)傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終得到透過(guò)率或吸光度隨波數(shù)或波長(zhǎng)的紅外吸收光譜圖。
傅里葉近紅外檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)
作為一款分析儀器， 傅里葉近紅外檢測(cè)器有三個(gè)突出的特點(diǎn)：
1、 掃描速度快：傅里葉變換紅外光譜儀是按照全波段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的，得到的光譜是對(duì)多次數(shù)據(jù)采集求平均后的結(jié)果，而且完成一次完整的數(shù)據(jù)采集只需要一至數(shù)秒，而色散型儀器則需要在任一瞬間只測(cè)試很窄的頻率范圍，一次完整的數(shù)據(jù)采集需要十分鐘至二十分鐘。
2、 信噪比高：傅里葉變換紅外光譜儀所用的光學(xué)元件少，沒(méi)有光柵或棱鏡分光器，降低了光的損耗，而且通過(guò)干涉進(jìn)一步增加了光的信號(hào)，因此到達(dá)檢測(cè)器的輻射強(qiáng)度大，信噪比高。
3、 重現(xiàn)性好：傅里葉變換紅外光譜儀采用的傅里葉變換對(duì)光的信號(hào)進(jìn)行處理，避免了電機(jī)驅(qū)動(dòng)光柵分光時(shí)帶來(lái)的誤差，所以重現(xiàn)性比較好。
