傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种常用的光学分析设备，在化学、生物医药、材料科学等领域广泛应用。它能够通过测量样品吸收、反射或透射的红外辐射，获得样品分子结构信息，从而实现对化合物成份和结构的快速鉴定和定量分析。

1. 傅立叶变换原理

在FTIR中，所使用到的一项重要技术就是“傅立叶变换”。这个概念源于法国数学家约瑟夫·傅利叶（Joseph Fourier）在18世纪初提出的一个数学方法。简单地说，“傅立叶变换”可以将一个信号（例如音频或图像）转换为其频率组成的形式。

对于一个连续函数f(x)，它可以表示为以下公式：

$f(x) = \frac{a_0}{2} + \sum_{n=1}^{\infty}[a_n\cos(\frac{2\pi n x}{T})+b_n\sin(\frac{2\pi n x}{T})]$

其中，$a_0,a_n,b_n$为系数，$T$为函数周期。

傅立叶变换的本质是将这个连续信号分解成若干个振荡波（即正弦曲线），每一个振荡波都有自己的频率和振幅。而在FTIR中，我们所测量到的光谱信号就可以看作是样品中各种化合物分子产生共振吸收后留下来的一个复杂多峰曲线，其中每一个峰代表着一种特定化学键或官能团对应的红外光谱带。因此，通过对样品光谱信号进行“傅立叶变换”，就可以获得每个光谱带在不同频率处所对应的相对强度信息。

2. 傅里叶红外光谱仪结构及工作原理

FTIR主要由四部分组成：发射源、干涉仪、检测器以及采集与处理系统。其基本工作流程如下：

1）通过发射源向待测试样品辐射出一束连续性白热灯或者激光等可见-近红外辐射；

2）该辐射经过调制器和分束器后，分成样品光路和参比光路；

3）两条光路经过分束之后，在干涉仪中形成一道干涉图案，该图案是由样品对比色产生的波长差所形成的。这个步骤就相当于通过傅立叶变换将输入信号转化为频谱信息；

4）然后根据检测器输出的电信号进行快速计算，得出每一个频率上的吸收值，并选取特定带宽范围内（如4000-400 cm^-1），求出整个红外区域内亚微米级别下全部组分的透射或反射强度资料。

5）最终通过软件处理来获得测试对象在不同波数处吸收峰高及位置等参数。

3. 傅里叶红外光谱分析应用

FTIR广泛用于材料科学、医药、食品安全、环境监测等多个领域。

例如:

（1）聚合物材料研究：可以对含有不同官能团基本结构单元并控制其相序方式等复配系统研究。

（2）化学药品质量控制：可以进行对APIs主要功能基团及其处于不同环节中的反应活性研究。

（3）食品安全：可以进行肉类是否加工化，以及米、面粉等中有无添加物掺杂的鉴别分析。

（4）污染源追踪：监测大气或者水体等样品中挥发性有机污染物和臭氧残留量。

总之，傅里叶红外光谱分析技术具有非常重要的应用价值，并且随着数据处理算法和硬件设备的不断更新升级，其在实际检测场景下亦会显现出越来越高的稳定性与实时性能力。

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