紅外光譜儀的發(fā)展:
第一代:棱鏡色散型光譜儀。分辨率低,對(duì)溫度、濕度敏感,對(duì)環(huán)境要求苛刻。
第二代:光柵色散型光譜儀。采用先進(jìn)的光柵刻制和復(fù)制技術(shù),提高了儀器的分辨率,拓寬了測(cè)量波段,降低了環(huán)境要求。
第三代:傅立葉變換光譜儀。具有寬的測(cè)量范圍、高測(cè)量精度、高分辨率以及快的測(cè)量速度。
傅里葉變換紅外光譜儀結(jié)構(gòu)組成:
傅里葉變換紅外(Fourier Transform Infrared,F(xiàn)TIR)光譜儀主要由紅外光源、分束器、干涉儀、樣品池、探測(cè)器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)等組成,是干涉型紅外光譜儀的典型代表,不同于色散型紅外儀的工作原理,它沒(méi)有單色器和狹縫,利用邁克爾遜干涉儀獲得入射光的干涉圖,然后通過(guò)傅里葉數(shù)學(xué)變換,把時(shí)間域函數(shù)干涉圖變換為頻率域函數(shù)圖(普通的紅外光譜圖)。
(1)光源:傅里葉變換紅外光譜儀為測(cè)定不同范圍的光譜而設(shè)置有多個(gè)光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈(近紅外)、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠(yuǎn)紅外)。
(2)分束器:分束器是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然后再使之復(fù)合,如果可動(dòng)鏡使兩束光造成一定的光程差,則復(fù)合光束即可造成相長(zhǎng)或相消干涉。對(duì)分束器的要求是:應(yīng)在波數(shù)v處使入射光束透射和反射各半,此時(shí)被調(diào)制的光束振幅最大。根據(jù)使用波段范圍不同,在不同介質(zhì)材料上加相應(yīng)的表面涂層,即構(gòu)成分束器。
(3)探測(cè)器:傅里葉變換紅外光譜儀所用的探測(cè)器與色散型紅外分光光度計(jì)所用的探測(cè)器無(wú)本質(zhì)的區(qū)別。常用的探測(cè)器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。
(4)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):傅里葉變換紅外光譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī),功能是控制儀器的操作,收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。