傅里葉變換紅外光譜儀（Fourier Transform Infrared Spectrometer，簡寫為FTIR Spectrometer）,簡稱為傅里葉紅外(wai)光譜儀(yi)（如圖1）。它(ta)不同于(yu)(yu)色散型紅(hong)外(wai)分光(guang)的(de)原(yuan)理(li)，是基(ji)于(yu)(yu)對干涉后的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)進行傅里葉變(bian)換的(de)原(yuan)理(li)而(er)開發(fa)的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)譜儀， 主要由(you)紅(hong)外(wai)(wai)光源(yuan)、光闌(lan)、干涉儀（分束器(qi)、動鏡(jing)、定鏡(jing)）、樣品(pin)(pin)室、檢測器(qi)以及(ji)各種紅(hong)外(wai)(wai)反射鏡(jing)、激(ji)光器(qi)、控(kong)制電(dian)路板和(he)電(dian)源(yuan)組成。可以對樣品(pin)(pin)進行定性和(he)定量(liang)分 析，廣泛應用于醫(yi)藥化工(gong)、地礦、石油、煤炭、環保、海關(guan)、寶石鑒(jian)定(ding)(ding)、刑偵鑒(jian)定(ding)(ding)等領域。
圖1
工作原理(li)：
紅(hong)(hong)外(wai)線和(he)可(ke)(ke)見光一樣都(dou)是(shi)電磁(ci)波(bo)，而紅(hong)(hong)外(wai)線是(shi)波(bo)長介于可(ke)(ke)見光和(he)微波(bo)之間的一段電磁(ci)波(bo)。紅(hong)(hong)外(wai)光又可(ke)(ke)依據波(bo)長范(fan)圍分成(cheng)近紅(hong)(hong)外(wai)、中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)和(he)遠紅(hong)(hong)外(wai)三個波(bo)區，其中(zhong)中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)區（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好地反映分子內部所進行的各(ge)種物理(li)過程以及分子結構(gou)方面的特征，對解決(jue)分子結構(gou)和化學(xue)組成中的各(ge)種問(wen)題zui為有效，因而中紅外(wai)區是(shi)(shi)紅外(wai)光譜(pu)(pu)中應用zui廣的區域，一般(ban)所說的紅外(wai)光譜(pu)(pu)大(da)都是(shi)(shi)指這一范(fan)圍。
紅外光(guang)譜屬于(yu)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)譜，是(shi)由于(yu)化合(he)物(wu)分子(zi)振(zhen)動(dong)時吸(xi)收(shou)(shou)特定(ding)波長的(de)(de)紅外光(guang)而產(chan)生的(de)(de)，化學(xue)鍵振(zhen)動(dong)所吸(xi)收(shou)(shou)的(de)(de)紅外光(guang)的(de)(de)波長取決(jue)于(yu)化學(xue)鍵動(dong)常(chang)數和連接在(zai)兩端的(de)(de)原子(zi)折合(he)質(zhi)量，也就是(shi)取決(jue)于(yu)的(de)(de)結構(gou)特征。這就是(shi)紅外光(guang)譜測定(ding)化合(he)物(wu)結構(gou)的(de)(de)理(li)論依據。
紅外光譜作為“分子的指(zhi)紋”廣泛的(de)用(yong)于(yu)(yu)分子結(jie)構(gou)和(he)物質(zhi)化學(xue)組成的(de)研究。根據分子對紅外(wai)光吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)后得到(dao)譜(pu)帶(dai)頻率(lv)的(de)位置(zhi)、強度、形狀以及(ji)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)譜(pu)帶(dai)和(he)溫度、聚集狀態(tai)等的(de)關系便可以確定分子的(de)空間構(gou)型(xing)，求出化學(xue)建的(de)力常(chang)數、鍵長(chang)和(he)鍵角。從光譜(pu)分析的(de)角度看主要是利用(yong)特征吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)譜(pu)帶(dai)的(de)頻率(lv)推斷(duan)分子中存在(zai)某一基團或鍵，由特征吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)譜(pu)帶(dai)頻率(lv)的(de)變化推測(ce)臨(lin)近的(de)基團或鍵，進(jin)而確定分子的(de)化學(xue)結(jie)構(gou)，當然也可由特征吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)譜(pu)帶(dai)強度的(de)改變對混合物及(ji)化合物進(jin)行定量分析。而鑒于(yu)(yu)紅外(wai)光譜(pu)的(de)應用(yong)廣泛性,繪出紅外光譜(pu)的紅外光譜(pu)儀也成(cheng)了科學家們的重點研究對象(xiang).
傅立(li)葉變換紅外（FT-IR）光(guang)(guang)譜儀(yi)是(shi)根據光(guang)(guang)的相(xiang)干(gan)(gan)性原理(li)設計(ji)的，因此是(shi)一種干(gan)(gan)涉(she)型光(guang)(guang)譜儀(yi)，它主要由光(guang)(guang)源（硅碳棒，高壓汞(gong)燈），干(gan)(gan)涉(she)儀(yi)，檢測器，計(ji)算機和記錄系(xi)統組成，大多數傅立葉變換紅(hong)外光(guang)(guang)譜儀(yi)使用(yong)了邁(mai)克爾遜（Michelson）干(gan)涉儀，因此實驗測量的(de)原始(shi)光(guang)譜(pu)圖(tu)(tu)是光(guang)源的(de)干(gan)涉圖(tu)(tu)，然后通過計(ji)算機對干(gan)涉圖(tu)(tu)進行(xing)快速傅(fu)立(li)葉變換(huan)計(ji)算，從而得到以波長(chang)或波數為函數的(de)光(guang)譜(pu)圖(tu)(tu)，因此，譜(pu)圖(tu)(tu)稱為傅(fu)立(li)葉變換(huan)紅外(wai)光(guang)譜(pu)，儀器稱為傅(fu)立(li)葉變換(huan)紅外(wai)光(guang)譜(pu)儀。
光(guang)學原理：
圖(tu)2是傅(fu)立葉變(bian)換紅(hong)外光譜儀(yi)的典型(xing)光(guang)路系統(tong)，來(lai)自紅外光(guang)源的輻射(she)，經過凹面反射(she)鏡使(shi)成(cheng)平行(xing)光(guang)后進入(ru)邁克爾遜(xun)干(gan)涉儀(yi)，離開干(gan)涉儀(yi)的脈動(dong)光(guang)束投(tou)射(she)到一擺(bai)動(dong)的反射(she)鏡B，使光束交(jiao)替(ti)通(tong)過樣品池或參(can)比池，再(zai)經擺(bai)動反射鏡C（與B同步(bu)），使光束聚焦(jiao)到檢測器(qi)上。
傅(fu)立(li)葉變(bian)換(huan)紅(hong)外光(guang)譜(pu)儀無色散(san)元件，沒有夾縫(feng)，故來自光(guang)源(yuan)的(de)光(guang)有足(zu)夠的(de)能(neng)量經(jing)過干涉(she)后照射(she)到樣品上然后到達檢測(ce)器(qi)，傅(fu)立(li)葉變(bian)換(huan)紅(hong)外光(guang)譜(pu)儀測(ce)量部分的(de)主要核心部件是(shi)干涉(she)儀，圖(tu)3是(shi)單(dan)束(shu)光(guang)照射邁(mai)克爾遜干涉儀時的工作原(yuan)理(li)圖，干涉儀是(shi)由(you)固定不動的反(fan)射鏡M1（定鏡(jing)），可(ke)移動的反(fan)射鏡(jing)M2（動鏡）及(ji)分光(guang)束器(qi)B組(zu)成(cheng)，M1和(he)M2是互(hu)相(xiang)垂直的平面(mian)反射鏡。B以(yi)45°角置(zhi)于M1和M2之間，B能將來自(zi)光源的(de)光束(shu)分成相等的(de)兩部(bu)分，一(yi)半光束(shu)經B后被反(fan)射，另一半光束則(ze)透射通過B。在邁克爾遜干涉(she)儀中，當(dang)(dang)來(lai)自光(guang)源的(de)入(ru)射(she)光(guang)經光(guang)分(fen)束(shu)(shu)器分(fen)成兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)，經過兩(liang)反射(she)鏡(jing)反射(she)后又匯聚(ju)在一起(qi)，再投射(she)到(dao)(dao)檢測(ce)器上，由于(yu)動鏡(jing)的(de)移動，使(shi)兩(liang)束(shu)(shu)光(guang)產(chan)生(sheng)了(le)光(guang)程(cheng)差，當(dang)(dang)光(guang)程(cheng)差為半(ban)波長(chang)的(de)偶數倍時，發(fa)生(sheng)相(xiang)長(chang)干涉(she)，產(chan)生(sheng)明(ming)線(xian)；為半(ban)波長(chang)的(de)奇數倍時，發(fa)生(sheng)相(xiang)消干涉(she)，產(chan)生(sheng)暗線(xian)，若光(guang)程(cheng)差既不(bu)是半(ban)波長(chang)的(de)偶數倍，也不(bu)是奇數倍時，則(ze)(ze)相(xiang)干光(guang)強度介于(yu)前(qian)兩(liang)種(zhong)情況之(zhi)間(jian)，當(dang)(dang)動鏡(jing)移動，在檢測(ce)器上記錄的(de)信(xin)號(hao)余弦(xian)變(bian)化，每(mei)移動四分(fen)之(zhi)一波長(chang)的(de)距離(li)，信(xin)號(hao)則(ze)(ze)從(cong)明(ming)到(dao)(dao)暗周期性(xing)的(de)改變(bian)一次，（圖3）。
圖2
圖3
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