• 本文目录导读：
• 1、傅里叶红外光谱基本概念
• 2、 傅里叶变换法——从时域到频域
• 3、 傅里叶红外光谱图像及其结构
• 4、傅里叶红外光谱合图绘制方法
• 5、总结

傅里叶红外光谱基本概念

在化学分析中，我们经常会使用傅里叶红外（Fourier transform infrared spectroscopy）技术，简称FTIR。其原理是将样品放置于一个恒定强度和频率范围内的光束之中，观察物质吸收不同波数下的辐射能量表现出来的图形。这些信息包括有机或无机分子结构、功能性基团等物质特征。

傅里叶变换法——从时域到频域

对于任何周期性函数f(x)，它都可以表示为一组三角函数乘以系数c：

$f(x) = \sum_{n=-\infty}^{\infty} c_n e ^{j 2 \pi n x}$

式中$j=\sqrt{-1}$，

$n$ 的范围是所有整个。，也就是$f(e^{j 0})=f(e^{j 1})=\dots=f(e^{-j0})$。

上式右侧所求得的$c_n$即映射了全部$x=x_0,x_1,\dots,x_N-1$点处该周期信号$$\lbrace f(0),f(1),\cdots,f(N-1)\rbrace $$ 所具有的所有信息，这样就从时域表示（即f(x)）变换到了频域表达（$c_n$）。它是傅里叶分析中最基本的公式之一。

傅里叶红外光谱图像及其结构

FTIR使用共振腔型气体激光器或线性电子加速检测设备。通过读取不同波长下吸收比例来确定化学物质组成、结构和功能性等特征。FTIR数据通常以所谓谱图的形式呈现，在水平坐标上显示波数，而在垂直坐标上则反映出相应信号强度。由于每种化合物都有独特的吸收带，因此可以将测试结果与库中已知物质进行比对和验证。

通常情况下， FTIR谱图通过两个轴：X 轴表示雷射被传输到样品内部用来测量的光波数；Y 轴称为强度轴，则给出能够穿透样品并被检测到后进入探测器所需消耗较多或较少能量(吸收率)，而该区间范围就突出展示了每份化合物整体指纹连续带状形态,也是运用的常见方法。

傅里叶红外光谱合图绘制方法

1. 采集样品的FTIR光谱：通常要求测量样品为固体或液体状状态。仪器设定要保证与所选测试范围一致。

2. 处理原始数据：通过电子处理，我们可以得到提取出有必要指示信息和消除干扰信号后的清晰光谱数据

3. 将所有信息整合成一个图像：使用给定软件将多个库记录中包含所需化学物质吸收带刻度设置良好地组合起来，从而形成一个三维可视化红外频率/浓度对应关系图。如果已知物质，则最佳做法是使用比较功能（如SPC-PC IV）检查测试结果并以灵活方式裁剪不同区域以满足特定需要可能依赖于时间、温度、其他工艺参数等方面所发生变化.

4. 在适当时候调节解析能力: 样品光响应会随着波数上移而发生变化,因此为提高测试效果,也可根据实际操作情况进行调整。

5. 保存和输出文件: 最后编写完毕之后图片格式一般分为 PS 或 JPG 格式的文档, 这些格式都具有一定的图形保留质量，以便在需要时打印或共享。

总结

傅里叶红外光谱技术已成为分析、识别和检测化学物质组成和结构性功能最重要工具之一。掌握相关知识及合图技能是含且不限于这个领域内人员必备素质，对于管理&科研所涉及到的各种应用无可替代。

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