傅里葉光譜儀的光路原理及應用

andytime

傅里葉光譜儀（FTIR）是一種利用干涉儀生成干涉圖，并通過傅里葉變換解析得到物質紅外吸收光譜的強大分析工具。它不僅提高了光譜分辨率，還極大地縮短了數(shù)據(jù)采集時間，成為現(xiàn)代分子結構鑒定、化合物定量分析和材料表征的重要手段。

傅里葉光譜儀的光路原理
FTIR的核心是邁克爾遜干涉儀，其光路主要包括光源、分束器、移動反射鏡、固定反射鏡、樣品室、探測器和信號處理器幾個關鍵組件。
1、光源：常用的光源是能斯特燈或硅碳棒，它們能發(fā)射覆蓋近紅外到遠紅外波段的連續(xù)輻射。
2、分束器：位于光路中心，將入射光線分成兩束，其中一束直接到達探測器，另一束則先經(jīng)移動反射鏡反射后再返回至分束器，兩束光在此合并形成干涉光。
3、移動反射鏡：通過精密控制改變其位置，使得兩束光經(jīng)過不同路徑長度后重新會聚，產生干涉現(xiàn)象，生成干涉圖。
4、樣品室：位于光路中，待測樣品置于其中，透過樣品的光攜帶了樣品的吸收信息。
5、探測器：收集穿過樣品后的干涉光，將其轉換成電信號輸出。
6、信號處理器：接收探測器傳來的信號，通過傅里葉變換算法將干涉圖轉化為頻域上的光譜信息，即紅外吸收光譜。


傅里葉光譜儀的應用領域
傅里葉光譜儀因其高靈敏度、快速掃描能力和廣泛的光譜覆蓋范圍，在眾多科研與工業(yè)領域展現(xiàn)出巨大價值：
1、化學與材料科學：用于鑒定未知化合物、研究聚合反應動力學、表征固體材料的微觀結構等。
2、生物學與**學：分析蛋白質、核酸的二級結構，藥物制劑的組成分析，生物組織的病理診斷等。
3、環(huán)境監(jiān)測：檢測大氣污染物、水質中的有害物質、土壤中重金屬離子的存在形態(tài)。
4、石油與能源：原油成分分析、燃料品質控制、生物質能源轉化產物的表征。
5、食品安全：鑒別食品添加劑、檢測食品中的有害物質、評估食品新鮮度。
6、法醫(yī)學：**成分分析、痕跡物質的鑒定、爆炸物殘留物的檢測。


總之，傅里葉光譜儀以其優(yōu)勢，在各個領域的應用日益廣泛，成為了現(xiàn)代科學技術發(fā)展中的一部分。隨著科技的進步，未來FTIR的應用還將不斷拓展深化，更好地服務于人類社會的需求。

五十五

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bayier

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