• 本文目录导读：
• 1、傅里叶红外光谱仪的介绍
• 2、傅里叶变换红外光谱仪的工作原理
• 3、傅里叶变换红外光谱仪探测器的基本原理
• 4、傅里叶红外光谱仪的基本结构
• 5、总结

傅里叶红外光谱仪的介绍

傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种广泛应用于分析材料物性、化学反应机理和生物大分子等方面的高精度测试技术。在近几十年中，由于资源日益稀缺、环境污染加剧、新型材料快速发展等多种因素影响下，人们对材料表征与质量检测需求不断增强。而FTIR作为一种非侵入式探测方法，同时具备灵敏度高、无需样品前处理、成本低廉等优点，在以上领域得到了广泛应用。

傅里叶变换红外光谱仪的工作原理

当样品暴露在紫外线或可见光时会发生电离现象使其发生颜色改变从而真正被激发进入特定能级，这个过程称之为UV-Vis吸收；同样地，在照射频率处于内部振动模式（chemical bond vibration）的傅里叶红外线下，由于频率与分子内部振动模式一致，会引起分子中化学键长度、角度等发生变化。对于分析对象而言，在原子或基团上有吸收特征的区域称为谱带（peak），在不同波长段出现不同强度和形状的峰值，并在图谱上以y轴表示相对强度，x轴则是波数。

FTIR光谱主要包含以下几个步骤：

- 干涉法采集方法：FTIR利用干涉方法进行 Fourier Transform 的计算过程。样品所处环境物理状态的各种复杂干扰随着时间作为响应被测量器捕获并解释至动态图。

- 折射率：确定每一个特定波长下气体、固体水溶液等材料折射率。

- 配置辊：将实验用到得样品配置成薄片形式放置在方便旋转搬运装配好了多阶共焦元件保证检测精确性且能补偿非平行性给数据误差修正提供有效支持。

- 检测系统：接受经过透镜再次聚合后得信号然后可以显示电信号。

傅里叶变换红外光谱仪探测器的基本原理

傅立叶变换红外光谱仪是一种不需要统计平均，能够获得高分辨率和广泛可视化范围的系统。相对于传统非傅里叶变换类型的样品激发方式，在宽带源照射下产生温度升高而导致吸收行为，并以此识别目标物质及其结构特征。

在信号采集过程中，启动全新先进技术将非线性数字信号转成了解析数值。检测器作为FTIR核心部件之一决定着这个机器最终特性表现。常见型号有：

- 光电二极管（Photodiode/PIR）：透射式控制方法可以使用高速扫描取代时间片区段聚焦准确捕获到所需数据。

- 双倍频小型量子反转元件（FRQDII/KRS5）：专用于低温工业与微液滴衍射检测领域。

- Peltier 冷却单晶硒探头（DTGS/CdTe/MCT）：初始布局灵敏稳定受益于当今材料科学中的新型稳定化方法。

- 导电聚合物元件（Polymer）：其特有毫秒级接收速度和极佳稳健性，多用于快速扫描领域。

傅里叶红外光谱仪的基本结构

傅里叶变换红外光谱仪包括以下主要部分：

1. 光源系统：常用的光源为黑体辐射器、氘灯、钨灯等。不同于可见光波段，近红外与远红外波长无法在相对单色性上保证一致所以需要使用任何可以产生广泛频率能量得机制作为样品激发方式。

2. 分束器：FTIR设备通常采用Michelson干涉法进行测量，在将进入我们极微小样品后反射到探测器之前必须经过分束处理确保准线规格硬度直接影响数据精确度。

3. 样品室/检测系统：样品提取并配置成薄片形式贴附到KBr 等参考介质上实现固体或半固态检测。常见类型有透射式FTIR和全反射衰减式FTIR两种方式

4. 信号处理/计算机系统：如同大部分科学仪器，信号的可视化和处理是基于先进运算与技术支持得，在光束干涉后利用傅里叶变换法把时域信号转换成频谱信号。

5. 探测器：根据不同检测模式（入射式、透射式或反射衰减式）选择对应探测器读取区段。在高精度扫描过程中捕获到物质结构信息并在线实时输出数据。

总结

综上所述，傅立叶变换红外光谱仪作为一种高性能、多功能的材料表征设备已经被广泛应用于材料科学、生命科学以及环境保护等领域。其主要优势在于无需样品前处理、灵敏度高且具有非常好的分辨率，在许多实际场景下都可以快速便捷地完成测试任务，并提供给我们更准确、更全面的知识背景。

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