• 本文目录导读：
• 1、傅里叶红外光谱仪概述
• 2、 傅里叶变换原理
• 3、傅里叶红外光谱仪的基本构造
• 4、结语

傅里叶红外光谱仪概述

傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种精密的分析测试设备，可以通过测量样品的红外吸收光谱来确定化学组成、结构、状态以及交互作用等信息。与传统离散扫描型紫外可见光谱（UV-Vis）、近红外(NIR)和拉曼(Raman)等技术相比较，FTIR能够对整个波长范围进行快速连续扫描并记录更高精度的数据。

傅里叶变换原理

FTIR核心技术是基于傅氏定理(Fourier transform theorem)，该定理表明每一个复杂函数都可以表示为一系列正弦和余弦函数之和形式。在 FTIR 中特定波长范围内输入入射光线从干涉法装置进入样品室被样品所吸收，并发生干涉，然后返回到检测器完成信号采集。接着需要执行快速 Fourier 变换算法将时间域上搜集的光谱信号转换到频率域，可以获得样品在红外辐射作用下的吸收或透过性数据。从而通过与标准物质库进行比对分析以识别和定量化组成、结构信息。

傅里叶红外光谱仪的基本构造

FTIR主要由以下三部分组成： 光源系统，干涉法装置和检测器系统。

1. 光源系统

人工制造出来的白炽灯和太阳一样，在电流驱动下发出连续宽带光线。FTIR 通常使用氘弧灯（D）或钨丝灯（W）等高亮度点光源，是传统红外技术中最为普遍使用的半导体激光发生器，波长范围为370~14000 nm。 一般情况下选择两种以上不同区间经过滤色片调节后覆盖整个波长范围并提供可重复稳定输出功率。

2. 干涉法装置

干涉法装置包含一个全反射金属式反射镜S 和四块平行玻璃板P1 ， P2 ， P3和P4，其排列方式形成 Michelson 干涉仪。它的关键在于协调一个称为移动反射镜M 的可控制过程中幅度、相位等各个参数的平行光束的保持以达到最终信号输出。

3. 检测器系统

检测器是将信号电流转换成电压或者其他物理量进行输出记录。常用红外检测器包括Thallium-Arsenic-Selenium (TAS) 等红外敏感材料构成的热释电型探头和 Indium-Gallium-Arsenide (InGaAs) 等半导体薄膜制造而成。通常这些元件需要配合高速逐点扫描以便快速采集表征整个波长范围内所有数据，之后经过前处理算法分析出样品吸收峰位置及其强度信息来定量判断。

结语

总体上看，与传统拉曼技术相比较，在更加突出 FTIR 特有优势方面 其灵敏度能够识别μg级别以下物质；精确鉴定溶液、气态组份甚至生命组分化学性质；无需操作人员在高压环境下进行测量，因此安全性更好。 希望能将这一科学探索技术在更多领域推广应用。

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