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傅里葉變換紅外光譜儀的結構組成 傅里葉紅外光譜儀的工作原理

本文章由注冊用戶 天空之城 上傳提供 2023-09-29 評論 0
摘要:傅里葉變換紅外光譜儀簡稱為傅里葉紅外光譜儀,這是最廣泛使用的紅外光譜儀,被稱為第三代紅外光譜儀。傅立葉變換紅外光譜具有掃描速率快,分辨率高,穩定的可重復性等特點,主要由邁克爾遜干涉儀和計算機組成。下面來了解下傅里葉變換紅外光譜儀的結構和原理。

一、傅里葉變換紅外光譜儀的結構組成

傅里葉變換紅外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光譜儀(yi)主(zhu)要由紅外光源、分束器(qi)、干(gan)(gan)涉(she)儀(yi)、樣品池(chi)、探測器(qi)、計算機數據(ju)處理系統、記錄系統等組成,是干(gan)(gan)涉(she)型紅外光譜儀(yi)的(de)典(dian)型代(dai)表,不同于(yu)色散(san)型紅外儀(yi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理,它沒有(you)單(dan)色器(qi)和狹縫,利用(yong)邁克爾(er)遜干(gan)(gan)涉(she)儀(yi)獲得(de)入(ru)射(she)光的(de)干(gan)(gan)涉(she)圖(tu),然后通過傅里葉數學(xue)變換,把時(shi)間域函數干(gan)(gan)涉(she)圖(tu)變換為頻率(lv)域函數圖(tu)(普通的(de)紅外光譜圖(tu))。

1、光源:傅里葉變換紅外光譜儀為測定不同范圍的(de)光譜而(er)設置(zhi)有多個(ge)光源。通常(chang)用的(de)是鎢絲燈或碘鎢燈(近(jin)紅外)、硅碳(tan)棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷(tu)燈(遠紅外)。

2、分(fen)束器:分(fen)束器是邁克(ke)爾遜干涉儀(yi)的關鍵元件。其作用是將入射(she)光(guang)(guang)束分(fen)成(cheng)反射(she)和(he)透(tou)射(she)兩(liang)部分(fen),然后再使之復合,如(ru)果可(ke)動鏡使兩(liang)束光(guang)(guang)造成(cheng)一定的光(guang)(guang)程差,則復合光(guang)(guang)束即可(ke)造成(cheng)相(xiang)長或相(xiang)消干涉。

對分(fen)束器的(de)(de)要求(qiu)是:應(ying)在波數v處(chu)使入射(she)光束透射(she)和反射(she)各半,此時被(bei)調制(zhi)的(de)(de)光束振幅(fu)最(zui)大。根據使用波段范圍不(bu)同,在不(bu)同介質(zhi)材料上加相應(ying)的(de)(de)表面涂層(ceng),即構成分(fen)束器。

3、探測(ce)器:傅里葉(xie)變(bian)換(huan)紅外(wai)光譜儀所用(yong)的(de)(de)探測(ce)器與色散型紅外(wai)分光光度計所用(yong)的(de)(de)探測(ce)器無本質(zhi)的(de)(de)區別。常用(yong)的(de)(de)探測(ce)器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶(si)、碲鎘(ge)汞、銻化(hua)銦(yin)等(deng)。

4、數(shu)據(ju)(ju)處(chu)理系統(tong):傅(fu)里葉變(bian)換紅外光譜儀數(shu)據(ju)(ju)處(chu)理系統(tong)的核心是計算(suan)機,功能是控制儀器的操(cao)作,收集數(shu)據(ju)(ju)和處(chu)理數(shu)據(ju)(ju)。

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二、傅里葉紅外光譜儀的工作原理

光(guang)(guang)(guang)源發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)被分(fen)束(shu)(shu)器(qi)(類似半透(tou)半反鏡(jing))分(fen)為兩(liang)束(shu)(shu),一束(shu)(shu)經(jing)透(tou)射到達動鏡(jing),另一束(shu)(shu)經(jing)反射到達定(ding)鏡(jing)。兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)分(fen)別經(jing)定(ding)鏡(jing)和動鏡(jing)反射再回(hui)到分(fen)束(shu)(shu)器(qi),動鏡(jing)以一恒定(ding)速(su)度(du)作直線運(yun)動,因而(er)經(jing)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)分(fen)束(shu)(shu)后的(de)(de)(de)兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)形(xing)成(cheng)光(guang)(guang)(guang)程差,產生干涉(she)。干涉(she)光(guang)(guang)(guang)在(zai)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)會(hui)合后通過樣(yang)(yang)品池,通過樣(yang)(yang)品后含有樣(yang)(yang)品信(xin)息的(de)(de)(de)干涉(she)光(guang)(guang)(guang)到達檢測器(qi),然后通過傅里葉變換對信(xin)號進行處理(li),最終(zhong)得到透(tou)過率(lv)或(huo)吸(xi)光(guang)(guang)(guang)度(du)隨波(bo)數或(huo)波(bo)長的(de)(de)(de)紅外吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)譜圖。

傅里葉紅外(wai)光譜儀克服了色散型光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀分(fen)辨能力(li)低、光(guang)能量輸出小(xiao)、光(guang)譜(pu)(pu)(pu)范圍窄、測量時間長(chang)等缺點。它不僅(jin)可(ke)以測量各種氣體(ti)、固體(ti)、液體(ti)樣品(pin)的吸(xi)收、反射光(guang)譜(pu)(pu)(pu)等,而且(qie)可(ke)用(yong)(yong)于(yu)短時間化(hua)學反應測量。目前(qian),紅外(wai)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀在電子(zi)、化(hua)工、醫學等領域均有著廣泛的應用(yong)(yong)。

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