傅(fu)里葉變換紅外(wai)光譜儀（Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡寫為FTIR Spectrometer）,簡(jian)稱為傅里葉紅外光(guang)譜(pu)儀（如(ru)圖(tu)1）。它不(bu)同于(yu)(yu)色散型紅(hong)外分(fen)光的(de)原理，是基于(yu)(yu)對(dui)干涉后的(de)紅(hong)外光進行傅里葉(xie)變(bian)換的(de)原理而開發的(de)紅(hong)外光譜儀(yi)， 主要(yao)由紅外(wai)光源、光闌、干涉(she)儀（分束(shu)器(qi)、動鏡(jing)、定(ding)鏡(jing)）、樣(yang)品室(shi)、檢(jian)測器(qi)以(yi)及各種紅外(wai)反(fan)射鏡(jing)、激光器(qi)、控制電路板和(he)電源組(zu)成。可(ke)以(yi)對(dui)樣(yang)品進行(xing)定(ding)性(xing)和(he)定(ding)量分 析，廣泛應用于醫藥化工、地礦、石油(you)、煤炭、環保(bao)、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域(yu)。
圖1
工作原理：
紅(hong)(hong)外(wai)線(xian)和可(ke)見光(guang)一樣都是電磁(ci)波(bo)(bo)，而(er)紅(hong)(hong)外(wai)線(xian)是波(bo)(bo)長(chang)介(jie)于可(ke)見光(guang)和微(wei)波(bo)(bo)之間(jian)的一段電磁(ci)波(bo)(bo)。紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)又(you)可(ke)依據波(bo)(bo)長(chang)范圍分成近紅(hong)(hong)外(wai)、中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)和遠紅(hong)(hong)外(wai)三個(ge)波(bo)(bo)區(qu)，其中(zhong)中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)區(qu)（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好(hao)地反映分(fen)(fen)子內(nei)部所進(jin)行的各種物(wu)理過程以及分(fen)(fen)子結構方面的特(te)征，對解決(jue)分(fen)(fen)子結構和化學(xue)組成中(zhong)的各種問題zui為有(you)效(xiao)，因(yin)而中(zhong)紅外區(qu)是紅外光譜中(zhong)應用zui廣(guang)的區(qu)域(yu)，一(yi)般所說的紅外光譜大都是指這一(yi)范圍。
紅(hong)外光(guang)(guang)譜屬(shu)于(yu)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)譜，是(shi)由于(yu)化合物分子振動(dong)(dong)時吸(xi)收(shou)(shou)特定波長(chang)的(de)紅(hong)外光(guang)(guang)而產生的(de)，化學鍵振動(dong)(dong)所(suo)吸(xi)收(shou)(shou)的(de)紅(hong)外光(guang)(guang)的(de)波長(chang)取決(jue)于(yu)化學鍵動(dong)(dong)常數和連接在(zai)兩端的(de)原子折合質(zhi)量，也就(jiu)是(shi)取決(jue)于(yu)的(de)結(jie)構(gou)特征。這就(jiu)是(shi)紅(hong)外光(guang)(guang)譜測定化合物結(jie)構(gou)的(de)理論依(yi)據。
紅外光(guang)譜作(zuo)為“分(fen)子的(de)指紋”廣泛(fan)的(de)(de)(de)用(yong)于(yu)(yu)分(fen)子結構和(he)物質化學組成的(de)(de)(de)研究。根據(ju)分(fen)子對紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)吸(xi)收后得到譜(pu)帶頻(pin)率的(de)(de)(de)位置(zhi)、強(qiang)度(du)、形狀以(yi)及吸(xi)收譜(pu)帶和(he)溫(wen)度(du)、聚集狀態(tai)等(deng)的(de)(de)(de)關系便可以(yi)確定(ding)(ding)分(fen)子的(de)(de)(de)空間構型，求出化學建的(de)(de)(de)力常數、鍵長和(he)鍵角。從光(guang)譜(pu)分(fen)析的(de)(de)(de)角度(du)看主要是利(li)用(yong)特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收譜(pu)帶的(de)(de)(de)頻(pin)率推(tui)斷分(fen)子中存(cun)在某一基(ji)團或(huo)鍵，由特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收譜(pu)帶頻(pin)率的(de)(de)(de)變化推(tui)測臨(lin)近的(de)(de)(de)基(ji)團或(huo)鍵，進(jin)(jin)而確定(ding)(ding)分(fen)子的(de)(de)(de)化學結構，當(dang)然也可由特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收譜(pu)帶強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)改(gai)變對混合(he)(he)物及化合(he)(he)物進(jin)(jin)行定(ding)(ding)量分(fen)析。而鑒于(yu)(yu)紅(hong)(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)應用(yong)廣泛(fan)性,繪(hui)出紅(hong)外光(guang)譜的紅(hong)外光(guang)譜儀也成了科學家們的重點研究(jiu)對象.
傅立(li)葉變換紅外（FT-IR）光譜(pu)儀(yi)(yi)是根據光的相干性原(yuan)理(li)設計(ji)(ji)的，因此是一種干涉型(xing)光譜(pu)儀(yi)(yi)，它主要由光源（硅碳(tan)棒，高壓汞燈(deng)），干涉儀(yi)(yi)，檢測(ce)器，計(ji)(ji)算機和記錄(lu)系統組成，大多數傅立(li)葉變換紅外光譜(pu)儀(yi)(yi)使用了邁克爾遜(xun)（Michelson）干涉儀，因(yin)此實驗測(ce)量的(de)原(yuan)始光(guang)譜(pu)(pu)(pu)圖(tu)(tu)(tu)是光(guang)源(yuan)的(de)干涉圖(tu)(tu)(tu)，然(ran)后通過計算(suan)機對干涉圖(tu)(tu)(tu)進行快速傅(fu)立(li)葉變(bian)(bian)換計算(suan)，從而得(de)到以波長或波數(shu)(shu)為函數(shu)(shu)的(de)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)圖(tu)(tu)(tu)，因(yin)此，譜(pu)(pu)(pu)圖(tu)(tu)(tu)稱為傅(fu)立(li)葉變(bian)(bian)換紅外光(guang)譜(pu)(pu)(pu)，儀器稱為傅(fu)立(li)葉變(bian)(bian)換紅外光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀。
光學(xue)原理：
圖(tu)2是傅立(li)葉變換紅外光譜儀的(de)典型光路系(xi)統，來自紅(hong)外光源(yuan)的(de)輻射(she)，經過凹面反(fan)射(she)鏡使成(cheng)平行光后進入邁克爾遜干涉儀，離開干涉儀的(de)脈動(dong)(dong)光束投射(she)到(dao)一(yi)擺動(dong)(dong)的(de)反(fan)射(she)鏡B，使(shi)光束交(jiao)替(ti)通過樣品池(chi)或(huo)參比池(chi)，再經擺動(dong)反(fan)射鏡C（與B同步），使光(guang)束聚(ju)焦到檢測器(qi)上。
傅立葉變(bian)換紅(hong)外光(guang)譜(pu)儀無(wu)色散(san)元件(jian)，沒有夾縫，故來(lai)自(zi)光(guang)源的(de)(de)光(guang)有足夠(gou)的(de)(de)能量經(jing)過干(gan)涉(she)后照射到樣(yang)品上(shang)然后到達(da)檢(jian)測器，傅立葉變(bian)換紅(hong)外光(guang)譜(pu)儀測量部(bu)分的(de)(de)主要(yao)核心部(bu)件(jian)是干(gan)涉(she)儀，圖3是單束光照(zhao)射邁克(ke)爾遜干涉(she)儀時的工作(zuo)原(yuan)理圖，干涉(she)儀是由固定不動的反射鏡(jing)M1（定鏡(jing)），可移(yi)動的反(fan)射鏡(jing)M2（動鏡）及分光束器B組成，M1和M2是互相(xiang)垂直(zhi)的(de)平(ping)面反射(she)鏡。B以(yi)45°角置(zhi)于M1和(he)M2之間，B能將(jiang)來自光源的光束分成相等(deng)的兩部(bu)分，一半光束經B后(hou)被(bei)反射(she)，另一半(ban)光束(shu)則透射(she)通過B。在邁克爾遜干涉(she)儀中(zhong)，當來自光(guang)源的(de)入射光(guang)經(jing)光(guang)分束器(qi)分成兩(liang)(liang)(liang)束光(guang)，經(jing)過兩(liang)(liang)(liang)反射鏡反射后又匯聚(ju)在一起，再投射到(dao)檢(jian)測器(qi)上，由于(yu)動(dong)(dong)鏡的(de)移動(dong)(dong)，使兩(liang)(liang)(liang)束光(guang)產(chan)生(sheng)了光(guang)程(cheng)差，當光(guang)程(cheng)差為半波(bo)(bo)(bo)長的(de)偶數倍時(shi)，發生(sheng)相長干涉(she)，產(chan)生(sheng)明線；為半波(bo)(bo)(bo)長的(de)奇(qi)數倍時(shi)，發生(sheng)相消(xiao)干涉(she)，產(chan)生(sheng)暗線，若光(guang)程(cheng)差既不(bu)是(shi)半波(bo)(bo)(bo)長的(de)偶數倍，也(ye)不(bu)是(shi)奇(qi)數倍時(shi)，則相干光(guang)強度介于(yu)前兩(liang)(liang)(liang)種情(qing)況之(zhi)間，當動(dong)(dong)鏡移動(dong)(dong)，在檢(jian)測器(qi)上記錄的(de)信號余弦變化，每移動(dong)(dong)四分之(zhi)一波(bo)(bo)(bo)長的(de)距離，信號則從(cong)明到(dao)暗周(zhou)期性的(de)改變一次，（圖(tu)3）。
; 圖2
圖3
在線咨詢