　　傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)是現(xiàn)代物質(zhì)分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的核重要儀器，它跳出了傳統(tǒng)色散型紅外儀器依靠單色器逐波長掃描的思路，依托光的相干性原理完成光譜采集，為各類樣品的分子結(jié)構(gòu)解析提供了高效可靠的技術(shù)路徑。

　　儀器的核心光學(xué)部件是邁克爾遜干涉儀，這也是它和傳統(tǒng)紅外光譜儀最核心的區(qū)別。儀器內(nèi)部的寬頻紅外光源發(fā)出連續(xù)的紅外輻射，首先進(jìn)入分束器，入射光會(huì)被均勻分為反射和透射兩束光，分別射向位置固定的定鏡和可勻速移動(dòng)的動(dòng)鏡。兩束光經(jīng)過反射后返回分束器，此時(shí)動(dòng)鏡的移動(dòng)會(huì)讓兩束光之間產(chǎn)生持續(xù)變化的光程差，重新復(fù)合后的光就會(huì)形成包含所有頻率信息的干涉光。

　　攜帶全波段信息的干涉光隨后照射到待測樣品上，樣品分子中的不同化學(xué)鍵，比如C-H、N-H、O-H等，會(huì)依據(jù)自身的振動(dòng)頻率，選擇性吸收特定頻率的紅外光，最終得到的干涉信號就帶上了樣品獨(dú)有的吸收特征。這束攜帶樣品信息的干涉光不會(huì)直接生成光譜圖，而是先被探測器捕捉，將光信號轉(zhuǎn)換為可被計(jì)算機(jī)處理的電信號。

　　后續(xù)的信號處理環(huán)節(jié)依靠快速傅里葉變換算法完成，計(jì)算機(jī)把原本以光程差為變量的時(shí)域干涉圖，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算轉(zhuǎn)換為以波數(shù)為橫坐標(biāo)、吸收強(qiáng)度為縱坐標(biāo)的頻域紅外光譜圖?？蒲腥藛T通過識(shí)別光譜圖上不同位置的特征吸收峰，就能反向推導(dǎo)出樣品中包含的官能團(tuán)種類，進(jìn)一步完成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)鑒定、成分定性與定量分析。

　　和傳統(tǒng)色散型紅外儀器相比，這種工作模式帶來了諸多實(shí)用優(yōu)勢：它一次掃描就能獲取全波段的光譜信息，檢測速度大幅提升；沒有狹縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)讓儀器的光通量更高，信噪比和檢測靈敏度表現(xiàn)更優(yōu)；同時(shí)依靠激光精準(zhǔn)控制動(dòng)鏡移動(dòng)，儀器的波數(shù)精度可以達(dá)到優(yōu)于0.01 cm?¹的水平，完全能滿足氣體、液體、固體等不同形態(tài)樣品的無損或微損檢測需求，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用在材料研發(fā)、醫(yī)藥分析、環(huán)境監(jiān)測、食品安全等諸多領(lǐng)域。

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傅里葉紅外光譜儀的工作原理解析

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