• 本文目录导读：
• 1、一、傅立叶变换红外光谱仪的发展
• 2、二、傅立叶变换红外光谱仪的主要特点
• 3、结论

一、傅立叶变换红外光谱仪的发展

随着科技的不断进步，人们对于材料和化学分析越来越重视，因此需要更加高效、准确和精确的测试设备。这就推动了傅里叶变换红外光谱仪作为目前常用的分析测量工具之一。下面将介绍傅里叶变换红外光谱仪从开始到现在的发展历程。

1. 初代旋转刃式FTIR（Fourier Transform Infrared Spectroscopy）

旋转刃式FTIR是最初开发出来并得到广泛应用的傅立叶变换红外光谱仪，它是由Mattson Instrument Company在20世界50年代初期研制成功，至今已经有70多年历史。

该型号FTIR原理基本与其他类型相似：利用样品吸收、透射或反射入射光中所含信息被检测器捕获后进行数码处理。但其与其他型号不同之处在于源边缘被锯齿状切割成一个非常窄小而坚固的矩形光源，也就是“刃”。而样品则旋转以改变入射角度。信号被一个与样品同步旋转的检测器捕获，并通过陀螺仪和电子装置进行处理。

然而，随着科技的快速发展，初代FTIR在诸多方面已经无法满足人们对红外光谱分析的需求了。例如，由于该型号采用旋转机械件控制样品移动角度, 因此在精密定量分析或高温高压条件下不够可靠；同时维护成本也相对较高等问题逐渐暴露出来。

2. 金钮全反射FTIR

1970年左右我们国家开始加强分子光谱学实验室建设，在引进一批先进设备同时，开始开展对傅里叶变换红外光谱仪国产化工作。为了解决上述困难及提升灵敏性、稳定性和操作性能等问题，新型FTIR应运而生。

1969年美国Bruker公司（布鲁卡）首次利用四棱形硅晶体做全反射系统，在1984年时其公司推出MIR FT-IRRAG (Mid Infrared Forced Total Reflection Accessory)，并得到了广泛应用。这是一种利用在样品表面反射的红外辐射进行分析的 FTIR 方案。

金钩全反射FTIR也被称为ATR-FTIR（Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy）, 与旋转刃式 FTIR 相比，其主要特点在于能够测试固体、液体和薄膜等各类材料，并且不需要对样品进行任何前期处理，在操作上显得更加简便快捷。

3. 微型傅里叶变换红外光谱仪

随着微电子技术发展，人们可以制造出安装在芯片上并达到了毫米级别的红外光学零件和高性能检测器。因此，基于热电堆探测器或其他小型探头设计的微型傅里叶变换红外光谱仪逐渐被开发出来。

这些新设备通过使用MEMS技术将悬臂樑（Cantilever beam)作为传感系列制成阵列化结构再加入去除干扰信号的引导线路做颗粒检测系统, 检查目标物质是否存在以及它们之间交互所产生的影响/效果。相比于传统FTIR，小型化的仪器不仅便于随身携带和实验室操作，而且准确度与敏感度得到了极大提高。

二、傅立叶变换红外光谱仪的主要特点

1. 宽波段检测能力

由于FTIR具有较好的精确定量性并且可用于定性分析, 能够对固体、液体别区及气相等多种物质进行测试。随着技术发展，在许多前沿领域中也出现了使用频段外超过 25000 cm-1 的离子迁移光谱 （Ion Migration Spectroscopy） 这样的新设备。因此，采用FTIR进行研究与开发将是一个非常值得推广和普及，并越来越重视。

2. 准确高效

FTIR通过分析样品吸收或透射入射光谱信息以获取物料成份、结构、环境印记或易产生反应机理等详细信息。在真空薄膜表面颗粒测量方面更加突出优势；同时在控制条件下运行时比其他类似仪器更加稳定。这些都被认为是该型号工业界应用最为广泛的原因之一。

3. 方便实用

比起旋转刃式FTIR，ATR-FTIR和微型傅里叶变换红外光谱仪已经取得了一定的精度，并且操作性更加简单高效。在样品测量之前不需要任何特殊处理，其携带方面也与其他离线分析测试设备相比较为明显优势。此外，现代工业 FTIR 常使用自动消耗式 ATD（Automatic Tandem Dilution）技术来对问题物质进行连续、快速检测, 操作难度极大缩小同时减少了误差率并提高了生产效能。

结论

总历来看，傅里叶变换红外光谱仪在过去几十年时间内已经发展成为各类领域中最常见、最有效的物理测试手段之一。虽然还有许多局限性存在或可改善的部分，但人们无论是从产品研究跟踪到品质控制等环节应用上都非常重视这个强大而灵活的科学分析工具，在拓宽实验范围以及深化相关领域研究思路等方面所展现出

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