• 本文目录导读：
• 1、为什么要使用傅里叶变换
• 2、基本原理及工作流程
• 3、总结

在化学、生物、材料等领域，用来鉴定有机化合物和无机物质结构以及检测它们之间相互作用的技术越来越成为科研工作中不可或缺的手段。其中，红外（IR）吸收光谱技术得到了广泛应用。通过测量样品在不同频率下对IR辐射能量的吸收程度，可以获得极其详细而准确的信息。

然而，在使用过程中我们发现传统方法所采集到的数据通常情况下并不能完全满足实际需要。比如说，在处理某些非常复杂且大型分子体系时会面临着耗时长且精度难以保证等问题。针对这种情况，一种新近推出并正在快速普及开来的技术——Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy进入人们视线。

那么这项技术是如何解决上述难点呢？简单地讲，FTIR可以使所有频率范围内产生信号，并将标准红外光谱的单个扫描时间从几秒钟到少于1ms。相比传统方法，这项技术更加快捷和高效。

现在我们进入本次讲解的主题：为什么FTIR Infrared Spectroscopy要采用傅里叶红外技术，并且FTIR分光仪是如何基于此原理工作的？

为什么要使用傅里叶变换

在众多分析技术中，FTIR Spectroscopy最大所具有的特点就是它能够提供样品吸收波数谱图像（Spectrum），而该波数反映了样品摩尔震动结构信息；并且其数据处理过程复杂而冗长。我们可以将整个信号看做由不同频率、振幅和相位组成的振动波形信号，其中包含了非常复杂且庞大数量级的信息。因此，在完成一次完整测量时，真正需要处理和记录下来只有每一个频率上对应某种物质状态所进行吸收辐射量大小及相关系数等参数。

以往通过纵向调节滤色片或者利用四端式检查产生电压差异来得到计算机屏幕显示图片等场景中也曾经涉及过傅里叶变换的概念。这也是因为该方法能够将信号从时域转化为频域，可以减少计算量、进行滤波处理等。

掌握傅里叶变换技术便可通过在光程中给出两个不同频率范围内的 IR信号之间正弦波干涉条件下产生多种各向异性元件所造成光线振荡的方式；而获得目标样品对于每一个特定振动模式所呈现出来的谱图像，并据此推导物质分子结构信息。接着我们详细介绍FTIR Spectroscopy如何运用傅立叶变换进行检测和分析过程。

基本原理及工作流程

用FTIR Spectroscopy进行实验通常包含以下步骤：

1.样品制备

想要获取有意义且具有科研价值的数据，需要对待测样品做好相应预处理工作（可能会涉及到洗涤/提取物等操作）以确保其正确地反映了它们本身所迸发出来诸如折射率、色散关系或吸收性质等唯象状态信息。

2.灰体校正

由于某些光学仪器设计存在先天缺陷，其探测信号会存在一些干扰，因此在进行正式实验前我们需要对仪器进行灰体校准。

3.背景光谱

除去样品所造成的吸收和色散现象后，还需检查下环境中其他成分在不同波长范围内与光线发生作用而产生的信号；我们称之为空气或者背景光谱。最终结果取决于这两种单元素之间辐射纵向压缩比率等参数差异（即焦距）是否相等。

4.数据采集并计算操作

选择合适波段、零点调整以及恰当参照物质样本后，通过FTIR 红外测试系统开始扫描某一个频率区间，并将反射/透过来的能量捕获到特定传感器上。所有进入该传感器种类的能量都必须经过数字化预处理和编码转换，并保存为反映峰形变异程度、宽度、位置移动情况及与飞行时间相关联相应值公式求得多组函数曲线信息。

5.显示及分析结果

直接使用图像软件展示出当前频段收集到地 IR Spectrum Map ，可以判断目标分子振动状态所产生 IR 光束强度重心位置。可以利用定量解析等方法进行计算。如此，我们就可以得到样品的 IR Spectrum Map数据了。

总结

尽管FTIR红外光谱与傅里叶变换技术都广泛应用于现代科学研究领域中，在各自从事的特殊实验技能范围内也都具有相当大的推广性；但是要掌握它们或者在实际应用场景中深度调整并优化工作流程则需要经过更多切实操作和严格检查才可认真钻研。希望本篇文章对您在了解FTIR Infrared Spectroscopy以及基于傅立叶变换这一方面获得一定启发和提升！

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