
在傅里叶变 infrared 光谱仪中,光源发出的红外辐射先经光阑调控进入系统,经过反射镜引导到干涉仪。干涉仪通过分束将入射光分成两束,在不同路径上传播后再合并,因路径差而产生干涉现象,得到的干涉图样包含样品信息。对干涉图样进行傅里叶变换后即可转化为频域光谱,从而实现对样品在各波长红外区的吸收特征的高效分析。
光源与光路
常见的红外光源可分为若干类型,具有各自的优缺点并通过空气冷却实现稳定辐射输出。改进型的硅碳棒光源( EVER-GLO)寿命约为两千小时,显示出较好的稳定性与持续性。高压汞弧灯在低波数区域具有较强的发射能力,但会同时发出紫外光与可见光,因此需要配备滤光装置以抑制非目标波段对检测的干扰,并防止对检测组件造成损害。激光光源以高能量输出著称,适用于对中红外区的特定波段探测,通常覆盖900至1800 cm⁻¹的范围。
干涉仪及其工作原理
干涉仪是系统的核心部件,常用分束材料为溴化钾(KBr)或碘化铯(CsI),这些材料在中红外区具有良好透光性。进入干涉仪的光被分成两束,沿不同路径传播后在检测端重新合并,由路径差引起的相位差在干涉图样中被记录下来。通过调节两束光的光路长度,可以获得不同的干涉信息,进而成为后续光谱分析的基础。
从干涉图到光谱VSport
干涉仪产生的干涉图样包含关于样品对不同波长红外辐射吸收的信息。将干涉图样进行傅里叶变换,能够把时间域或路径差域信息转换为频域光谱,得到覆盖整个波段的吸收特征谱。FTIR 技术正是基于这一变换原理,能够高效、灵敏地对样品进行快速分析。
系统关键组件及功能要点
- 样品室:放置待分析样品的区域,需保持稳定的温度与环境条件,避免外界因素影响测量结果。
- 光源:提供覆盖样品“指纹区”吸收的连续光谱,确保能量在所需波段内稳定输出。
- 干涉仪:核心部件,将入射光分束、控制路径长度差并合束,生成可分析的干涉图样。
- 检测器:将干涉图样中的光信号转换为电信号,记录不同波长的吸收强度,形成可解析的光谱数据。
数据处理与应用
通过对干涉图样的傅里叶变换,获得样品在中红外区的吸收光谱。这一光谱包含独特的指纹特征,可用于识别和定量样品的化学成分与结构信息。FTIR 的优势在于能够在一个测量中覆盖广泛波长段的数据信息,显著提升分析效率与灵敏度。
