基本原理(li)
傅立葉變換紅外光譜儀（Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡寫為FTIR Spectrometer）,簡稱(cheng)為（如圖1）。它不同于色散(san)型紅外(wai)(wai)分光(guang)(guang)(guang)的(de)原理，是(shi)基于對干(gan)涉(she)后的(de)紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)進(jin)行傅立(li)業變換的(de)原理而開(kai)發的(de)紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)譜儀， 主要(yao)由(you)紅外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)、光(guang)(guang)(guang)闌、干(gan)涉(she)儀（分束(shu)器、動(dong)鏡(jing)、定(ding)鏡(jing)）、樣品(pin)(pin)室、檢測(ce)器以(yi)及各種紅外(wai)(wai)反(fan)射鏡(jing)、激光(guang)(guang)(guang)器、控制電(dian)路板和(he)電(dian)源(yuan)組成。可以(yi)對樣品(pin)(pin)進(jin)行定(ding)性和(he)定(ding)量分 析，廣(guang)泛(fan)應用于醫(yi)藥化(hua)工、地(di)礦、石油、煤炭、環保、海關、寶石鑒(jian)定(ding)、刑偵鑒(jian)定(ding)等領域。
圖一
工(gong)作原(yuan)理：
紅(hong)外(wai)線(xian)和(he)(he)可(ke)見光一樣都是(shi)電磁(ci)(ci)波(bo)，而紅(hong)外(wai)線(xian)是(shi)波(bo)長(chang)介于可(ke)見光和(he)(he)微波(bo)之間的(de)(de)一段電磁(ci)(ci)波(bo)。紅(hong)外(wai)光又(you)可(ke)依(yi)據波(bo)長(chang)范(fan)圍分(fen)成(cheng)近(jin)紅(hong)外(wai)、中(zhong)(zhong)紅(hong)外(wai)和(he)(he)遠紅(hong)外(wai)三(san)個(ge)波(bo)區，其(qi)中(zhong)(zhong)中(zhong)(zhong)紅(hong)外(wai)區（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好(hao)地反(fan)映(ying)分(fen)子(zi)(zi)內部所進行的(de)(de)各種(zhong)物理(li)過(guo)程(cheng)以及分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)(gou)方(fang)面的(de)(de)特(te)征(zheng)，對解決分(fen)子(zi)(zi)結構(gou)(gou)和(he)(he)化學組成(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)各種(zhong)問題zui為有(you)效，因而中(zhong)(zhong)紅(hong)外(wai)區是(shi)紅(hong)外(wai)光譜中(zhong)(zhong)應用zui廣的(de)(de)區域(yu)，一般所說的(de)(de)紅(hong)外(wai)光譜大都是(shi)指這一范(fan)圍。
紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)譜屬(shu)于(yu)吸(xi)收光(guang)(guang)譜，是(shi)由于(yu)化(hua)(hua)合物(wu)分子振動時吸(xi)收特定(ding)波(bo)長的(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)而產生的(de)，化(hua)(hua)學(xue)鍵(jian)振動所吸(xi)收的(de)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)的(de)波(bo)長取決于(yu)化(hua)(hua)學(xue)鍵(jian)動常數和連接在兩端(duan)的(de)原子折合質量(liang)，也就是(shi)取決于(yu)的(de)結構(gou)特征。這(zhe)就是(shi)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)光(guang)(guang)譜測(ce)定(ding)化(hua)(hua)合物(wu)結構(gou)的(de)理論依據(ju)。
紅外光譜作為“分子的指紋”廣泛的用于分子結構和物質化學組成的研究。根據分子對紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、強度、形狀以及吸收譜帶和溫度、聚集狀態等的關系便可以確定分子的空間構型，求出化學建的力常數、鍵長和鍵角。從光譜分析的角度看主要是利用特征吸收譜帶的頻率推斷分子中存在某一基團或鍵，由特征吸收譜帶頻率的變化推測臨近的基團或鍵，進而確定分子的化學結構，當然也可由特征吸收譜帶強度的改變對混合物及化合物進行定量分析。而鑒于紅外光譜的應用廣泛性,繪出紅外光譜的紅外光譜儀也成了科學家們的重點研究對象.
是根據光(guang)的相干(gan)性原理設計(ji)的，因(yin)(yin)此(ci)是一種干(gan)涉(she)型光(guang)譜儀(yi)(yi)，它主(zhu)要由(you)光(guang)源(yuan)（硅碳(tan)棒，高壓(ya)汞燈），干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)，檢測器，計(ji)算機(ji)(ji)和記錄(lu)系統組成(cheng)，大多數傅(fu)立(li)葉變換(huan)紅(hong)外光(guang)譜儀(yi)(yi)使用了(le)邁(mai)克(ke)爾遜（Michelson）干(gan)涉(she)儀(yi)(yi)，因(yin)(yin)此(ci)實驗(yan)測量的原始光(guang)譜圖(tu)(tu)是光(guang)源(yuan)的干(gan)涉(she)圖(tu)(tu)，然后通過(guo)計(ji)算機(ji)(ji)對干(gan)涉(she)圖(tu)(tu)進行(xing)快速(su)傅(fu)立(li)葉變換(huan)計(ji)算，從而(er)得到以(yi)波(bo)長(chang)或(huo)波(bo)數為函數的光(guang)譜圖(tu)(tu)，因(yin)(yin)此(ci)，譜圖(tu)(tu)稱為傅(fu)立(li)葉變換(huan)紅(hong)外光(guang)譜，儀(yi)(yi)器稱為。
光學原(yuan)理：
圖2是傅立葉變換紅外光譜儀的(de)典型光(guang)路(lu)系統，來自紅外(wai)光(guang)源(yuan)的(de)輻射(she)，經過凹面反(fan)射(she)鏡(jing)使(shi)成平(ping)行(xing)光(guang)后進入邁克爾遜(xun)干涉儀，離開(kai)干涉儀的(de)脈動(dong)光(guang)束投射(she)到一(yi)擺(bai)動(dong)的(de)反(fan)射(she)鏡(jing)B，使(shi)光(guang)束交替通過樣品(pin)池或參(can)比(bi)池，再經擺(bai)動(dong)反(fan)射(she)鏡(jing)C（與(yu)B同步），使(shi)光(guang)束聚焦到檢測器(qi)上(shang)。
無色(se)散(san)元件(jian)，沒有夾(jia)縫(feng)，故來自(zi)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量經(jing)過(guo)(guo)干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)后照射(she)到(dao)樣品上然后到(dao)達檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)，傅立葉(xie)變(bian)(bian)換紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)測(ce)量部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要核(he)心部(bu)件(jian)是干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)，圖3是單(dan)束(shu)光(guang)(guang)(guang)照射(she)邁克爾遜干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作原理圖，干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)是由(you)固(gu)定(ding)不動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)M1（定(ding)鏡(jing)(jing)），可(ke)移動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)M2（動(dong)鏡(jing)(jing)）及分(fen)(fen)光(guang)(guang)(guang)束(shu)器(qi)B組成，M1和(he)M2是互相垂直的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)面(mian)反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)。B以(yi)45°角置于M1和(he)M2之間(jian)，B能(neng)將來自(zi)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)束(shu)分(fen)(fen)成相等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩部(bu)分(fen)(fen)，一(yi)半(ban)光(guang)(guang)(guang)束(shu)經(jing)B后被反(fan)(fan)射(she)，另(ling)一(yi)半(ban)光(guang)(guang)(guang)束(shu)則(ze)透射(she)通過(guo)(guo)B。在(zai)邁克爾遜干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)儀(yi)中，當來自(zi)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入射(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)光(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)束(shu)器(qi)分(fen)(fen)成兩束(shu)光(guang)(guang)(guang)，經(jing)過(guo)(guo)兩反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)(jing)反(fan)(fan)射(she)后又匯聚在(zai)一(yi)起，再投(tou)射(she)到(dao)檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)上，由(you)于動(dong)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)移動(dong)，使(shi)兩束(shu)光(guang)(guang)(guang)產生了光(guang)(guang)(guang)程(cheng)差，當光(guang)(guang)(guang)程(cheng)差為(wei)半(ban)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶數倍(bei)(bei)時，發生相長干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)，產生明線；為(wei)半(ban)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奇數倍(bei)(bei)時，發生相消干(gan)(gan)涉(she)(she)(she)，產生暗線，若光(guang)(guang)(guang)程(cheng)差既不是半(ban)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶數倍(bei)(bei)，也不是奇數倍(bei)(bei)時，則(ze)相干(gan)(gan)光(guang)(guang)(guang)強度(du)介于前(qian)兩種(zhong)情況之間(jian)，當動(dong)鏡(jing)(jing)移動(dong)，在(zai)檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)上記錄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)余弦變(bian)(bian)化，每(mei)移動(dong)四分(fen)(fen)之一(yi)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離，信(xin)號(hao)則(ze)從明到(dao)暗周期性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)一(yi)次(ci)，（圖3）
圖2
圖3
在線咨詢