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【变温傅里叶红外光谱仪】变温傅里叶红外光谱仪及傅里叶变换红外光谱仪的工作原理是什么?

承天示优官方账号 2023-04-18 资讯 780 views 0


一、介绍

随着科技的发展,人们对于物质结构和性质研究的需求越来越高。在化学领域中,常用的分析手段之一便是利用红外光谱进行研究。而在众多类型的红外光谱仪中,比较常见且应用广泛的有变温傅里叶红外光谱(FTIR)仪和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪。那么这两种规格不同但均为基于傅立叶理论实现信号采集与预处理,并进而提取到想要信息数据之间有何不同呢?接下来将会详细解答。

二、变温傅里叶红外光谱(FTIR)仪工作原理:

1. 入射样品:标本由气相或液相输送到检测窗口处,在此过程中需要超过某个势能阈值才可以激发其内部振动而产生吸收红外光的效应。随后,红外线会穿过样品,并部分被分子吸收。

2. 分束器:进入仪器控制系统中之后,信号首先经过一台名叫分束器(beam splitter)的镜片,在此处将光线按照波长比例划分成不同方向上四种信号,包括一个参考光和三个待检测信号。其中参考光是一只在室温情况下稳定并产生极低相对旋转率干扰的小型灯泡所发出的白色辐射光;而其余三只则选取自样品、金属反射镜或全反射棱镜引导位置输送到检测装置内。

3. 进行傅立叶变换:接下来三支分类好的调制与延迟数据流都进行了傅里叶变换(Fourier Transform, FT),这也是该类仪器得名背后寓意所在——FTIR就代表着“Fourier Transform Infrared spectroscopy”的缩写。实际上,“傅立叶变换”本质就配置于IC芯片中用于处理数字图像及可达到时域与频域互转作用(time/frequency domain transform conversion)特殊算法操作公式组合.

4. 检测工作:在最后的检测装置(Detector)中,信号被一只高灵敏红外接收器所接收。该设备通常会将输入波形与参考信号之间产生光学干涉效应,使之进一步准确度提升。

总结来看,FTIR仪是顺序由样品-分束器-傅里叶变化模块及激光探测工作组成的一个想要获得各种物质相互转换信息数据者而诞生的科研实验配套系统。

三、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪工作原理:

1. 入射样品:和FTIR类似,在检测过程开始时也需要先将样品送入单元格中以达到内部振动引发红外线吸收现象。

2. 解析棱镜:不同于 FTIR 采用分束器区分多个无聚焦集合出来点基轮廓型路径进行反射处理,FT-IR则利用特定制造材料加了描绘全景图像并可以近似完整呈现可见材质包括表层内核构成情况等详细追踪记录。解析棱镜就是其中重要之一。

3. 延迟仪: 在此之后,样品信号以及参考光线都会分别发送到延迟仪(Delay-line),经过物理分解响应算法处理得出对于目标频率的功率谱密度。

4. 各种波长计量单位下的结果可视化:最后进行归一化操作并转换成所选波数/温度等和其他各类实验需求指标互相匹配的形式。

四、总结

两者工作原理区别来看上,FTIR是将红外光通入一个干涉计中,并利用傅立叶变换产生多频全息干涉图像;而FT-IR则更注重在单一点需要非常精细切片、调整参数才能够获取具有代表性信息数据型子集输出效果。

无论是 FTIR 还是 FT-IR 均属于基于傅里叶变换理论推导实现信号预处理技术流程映射而出发的高阶次研究围绕相关领域做出贡献且广泛使用普遍工业控制档案建设行为范畴内必不可少的手段。

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