1、傅立葉變換紅外光譜儀主要由麥可遜幹涉儀和計算機組成。麥可遜幹涉儀的主要功能是使光源發出的光分為兩束後形成一定的光程差,再使之複合以產生幹涉,所得到的幹涉圖函數包含了光源的全部頻率和強度信息。用計算機將幹涉圖函數進行傅立葉變換,就可計算出原來光源的強度按頻率的分布。
它克服了色散型光譜儀分辨能力低、光能量輸出小、光譜範圍窄、測量時間長等缺點。它不僅可以測量各種氣體、固體、液體樣品的吸收、反射光譜等,而且可用於短時間化學反應測量。目前,紅外光譜儀在電子、化工、醫學等領域均有著廣泛的應用。
2、光譜儀發展:
第一代:稜鏡色散型光譜儀。解析度低,對溫度、溼度敏感,對環境要求苛刻。
第二代:光柵色散型光譜儀。採用先進的光柵刻制和複製技術,提高了儀器的解析度,拓寬了測量波段,降低了環境要求。
第三代:傅立葉變換光譜儀。具有寬的測量範圍、高測量精度、高解析度以及快的測量速度。
3、傅立葉變換紅外光譜儀結構組成:
傅立葉變換紅外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光譜儀主要由紅外光源、分束器、幹涉儀、樣品池、探測器、計算機數據處理系統、記錄系統等組成,是幹涉型紅外光譜儀的典型代表,不同於色散型紅外儀的工作原理,它沒有單色器和狹縫,利用麥可遜幹涉儀獲得入射光的幹涉圖,然後通過傅立葉數學變換,把時間域函數幹涉圖變換為頻率域函數圖(普通的紅外光譜圖)。
(1)光源:傅立葉變換紅外光譜儀為測定不同範圍的光譜而設置有多個光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈(近紅外)、矽碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠紅外)。
(2)分束器:分束器是麥可遜幹涉儀的關鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然後再使之複合,如果可動鏡使兩束光造成一定的光程差,則複合光束即可造成相長或相消幹涉。對分束器的要求是:應在波數v處使入射光束透射和反射各半,此時被調製的光束振幅最大。根據使用波段範圍不同,在不同介質材料上加相應的表面塗層,即構成分束器。
(3)探測器:傅立葉變換紅外光譜儀所用的探測器與色散型紅外分光光度計所用的探測器無本質的區別。常用的探測器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。
(4)數據處理系統:傅立葉變換紅外光譜儀數據處理系統的核心是計算機,功能是控制儀器的操作,收集數據和處理數據。
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