今天的文章给大伙介绍下傅立叶红外光谱法，和傅立叶红外光谱法实验报告相关的内容，希望能对小伙伴们有所帮助，记得不要忘记收藏下本站喔。

本文目录一览：

• 1、红外光谱
• 2、傅里叶红外光谱仪Spectrum65的操作步骤
• 3、说明傅里叶红外光谱仪与色散型红外光谱仪的区别
• 4、傅里叶红外光谱仪的用处
• 5、为什么说傅里叶光谱在红外区有统治地位
• 6、为什么说傅里叶光谱在红外区有统治地位？

红外光谱

一、红外光谱的基本原理

分子运动包括分子整体的转动、组成原子的振动和分子中电子的运动。分子的每一运动状态都具有一定的能量。在分子中，各原子靠相互的键力作用维持在平衡位置，并在平衡位置附近作微小的振动，构成分子的振动模式。分子的振动在一般的情况下是复杂的，因此在一定条件下可把分子的振动看作是几种相互独立的较简单的振动方式的叠加。这些相互独立的较简单的振动方式转为简正振动模式。每种简正振动模式有其特征频率(v)，各种简正振动频率由分子的几何构型、原子间的键力场及原子的质量等因素决定的。

分子在作频率为v的简正振动时，它的振动能量为：En=(1/2+n)hv式中，n是振动能级的振动量子数，取整数0，1，2，…，h是普朗克常量。

振动基态E0称为零点振动能，即便是在绝对零度时也存在零点振动能。当入射光子的能量hv恰好等于振动的能级差时，分子有可能吸收光子能量而发生振动状态的跃迁。

可见，hv光=E1-E0=hv0。当入射光的频率等于分子的一个简正振动频率(v光=v0)时，则分子有可能吸收光的能量，从基态跃迁到第一激发态。按经典理论的说法，就是由于入射光的频率等于振动的固有频率，使分子对光能发生共振吸收(图13-5-1)。

图13-5-1 红外光谱振动基态

产生红外吸收的条件，除了上述的跃迁规律外，同时还必须具有偶极矩的变化，这种振动方式称为红外活性的，反之，在振动过程中偶极矩不发生变化的振动方式是非红外活性的，虽然有振动，但不能吸收红外辐射。一个多原子分子可具有3N-6种(N为组成分子的原子数)简谐振动(对于线性分子只有3N-5种)，各种简谐振动具有一定的能量，在特有的波数位置上应产生吸收，即每种简谐振动相应有一个振动频率。在各种简谐振动中，有的振动属于非红外活性，有的因具有相同的振动频率(但方向相反)而产生振动简并。所以，红外振动频率数目总是少于振动形式数目3N-6(或3N-5)，分子对称型越高，简并越多，振动频率越少于振动数目。

测量和记录红外吸收光谱的仪器称为红外分光光度计。根据分光原理的不同，红外分光光度计可分为两大类型：色散型和干涉型。色散型红外分光光度计依据光的折射和衍射，采用色散元件(棱镜或光栅)进行分光；干涉型红外分光光度计则是基于光相干性原理利用干涉仪达到分光的目的。再根据数学上的傅立叶变换函数的特性对干涉仪进行改进，并利用计算机将其光源的干涉图转换成光源的光谱图，故又称为傅立叶红外分光光度计(fTIR)。

由于傅立叶变换红外分光光度计屏弃了狭缝装置，使得它在任何测量时间内都能够获得辐射源的所有频率的全部信息，同时也消除了狭缝对光谱能量的限制，使得光能的利用率大大提高，即所谓能量输出大，因而它在实际使用上有很多优点。提高了灵敏度、分辨率和精度(0.01cm-1)，减少了杂散光。

二、红外光谱的解析

红外区的划分

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(1)近红外光区：其吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用于研究稀土和其他过渡金属离子的化合物，及水、含氢原子团化合物的分析(如胶、蜡和宝玉石中的有机染料)。

(2)中红外光区：该区的吸收带主要为基频吸收带，由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，故此区最宜用于对宝玉石进行红外光谱的定性和定量分析。①在4000～1250cm-1称为特征频率区，此区的吸收峰较疏，主要包括：含有氢原子的单键、各种三键和双键的伸缩振动的基频峰；②1250～400cm-1频区是宝石矿物鉴定的指纹区。所出现的谱带相当于各种单键的伸缩振动，以及多数基团的弯曲振动。③相关频率：特征频率可以证明官能团的存在，但多数情况下，一个官能团有数种振动形式，而每一种红外活性振动都有一个相应的吸收峰，有时还能观察到倍频峰，因而不能由单一特征峰肯定官能团的存在。特征频率是与相关频率相互依存的吸收峰，其数目是由分子结构和光谱图的波长范围决定的。在中红外光谱区，多数基团都有一组相关峰。

(3)远红外光区：该区的吸收带主要与气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁，一般不在此区范围内进行宝玉石分析。

三、试样的制备

现代的傅立叶红外光谱仪附有显微透射和反射红外光谱装置，可以不破坏样品直接检测。对不透明的宝石采用反射红外光谱装置检测，对透明的宝石采用透射红外光谱装置检测。对于宝石矿物原料则采用粉末法制备样品。粉末法制备样品制备的方法主要有2种：压片法和糊状法。

(1)压片法：一般将宝玉石样品取下1～3mg，放在玛瑙研钵中制成粉末，加100～300mg KBr混合研磨均匀，再加入到压模内，压制成一定直径或厚度的透明片。然后进行测定。

(2)糊状法：如果是研究宝玉石中的氢的存在形式，则将试样研成粉末后和石蜡油混合研磨制成糊膏，以减少在样品中的散射。

一般来说，在制备试样时应注意以下几点：①试样最好是单一组分的物质；②试样的浓度或测试厚度应选择适当，以使光谱中大多数吸收峰的透光度处于15%～70%范围内；③试样中不应含有游离水。

四、红外光谱在宝石学中的应用

红外光谱是振动光谱，它是物质内部的显微结构和键合的灵敏探测器。根据所观测到的吸收峰的位置、对称性和相对强度，可提供非常有用的结构和成分信息。利用特征吸收谱带的频率，推断分子中存在某一基团成键。进而再由特征吸收谱带频率的位移，推断邻接基团的特征，由分子的特征吸收谱带强度的改变，可对其混合物和化合物进行定量分析。

红外光谱图的表示：纵坐标表示透过率(或吸收率)，横坐标表示波长(nm)或频率(cm-1)。红外光谱在宝玉石学中有着广泛的应用。

(1)宝玉石物相的鉴定：与钻石相似的无色宝石，如无色的立方氧化锆、钇铝榴石和锡石等和钻石十分相似，但它们的红外光谱图有明显的区别。

(2)钻石类型的判定：如图13-5-2是用FTIR判定钻石类型的一个好方法。

图13-5-2 用红外光谱(FTIR)判定钻石类型

图13-5-3 金刚石的红外光谱图

(3)浸染宝玉石的检测：如翡翠的A、B和C货的检测，镀膜处翡翠的鉴定。

(4)近红外区是宝玉石中碳、氢和氧等元素存在形式研究的特征区。矿物中若有水分子存在，则它的组合频和倍频均在近红外区(如绿柱石和电气石等)。红外光谱图中(图13-5-3)显示IIb型金刚石结构中存在H2分子，其振动谱峰位于4106cm-1。

傅里叶红外光谱仪Spectrum65的操作步骤

简单操作规程

1、打开仪器电源开关，听到“迪迪”声后，启动计算机。

2、双击桌面上Spectra Manager图标打开主界面，进入光谱窗口。

3、点击Spectra Manager 窗口里的Spectrum Measurement 图标，进入光谱测量窗口，以进行样品的光谱测量。

4、设置测量参数，点击Measure 􀃆Parameters。

5、进行背景的测量，点击Background Measurement，测量背景、保存。

6、放入已制好的样品，点击Measurement进行样品的光谱扫描，得到样品光谱图保存、分析。

7、点击Spectra Analysisi进行光谱分析。

8、测量完毕后，退出Spectra Manager光谱窗口，退出计算机系统。

9、关闭红外光谱仪和计算机电源，并做好使用情况的登记。

注意事项

1、为了得到稳定的数据，最好在开机15分钟之后进行测量。

2、湿气会影响红外的使用寿命，要特别注意保持实验室湿度指标(小于60%)。

3、红外主机的Resume开关要一直保持在开机状态，以利于仪器内部的除湿。

4、样品仓内的红色窗片材质为KRS-5(有毒性)，如果不小心触到请洗手。

5、请勿擅自搬动主机，否则会损坏光路系统。如有搬动需要，须把主机内的固定螺丝上紧。

6、测量背景时，切勿放入样品。

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红外光谱仪操作规程及注意事项

1． 保持室内干燥，空调和除湿机必须全天开机（保持环境条件25±10℃左右，湿度≤70％）；

2． 保持实验室安静和整洁，不得在实验室内进行样品化学处理，实验完毕即取出样品室内的样品。

3． 经常检查干燥剂颜色，如果兰色变浅，立即更换。

4． 根据样品特性以及状态，制定相应的制样方法并制样。

5． 测试红外光谱图时，扫描空光路背景信号和样品文件信号，经傅立叶变换得到样品红外光谱图。根据需要，打印或者保存红外光谱图。

6． 实验完毕后在记录本上记录使用情况。

7． 设备停止使用时，样品室内应放置盛满干燥剂的培养皿。

8． 干燥剂再生：将干燥剂在烘箱内105℃烘干至兰色（约3小时）即可。

9． 将压片模具、KBr晶体、液体池及其窗片放在干燥器内备用。

10． 液体池使用NaCl、CaF2、BaF2等晶体很脆易碎，应小心保存。

11． 液体池使用的KRS-5晶体剧毒，使用时避免直接接触（戴手套），打磨KRS-5晶体时避免接触或吸入KRS-5粉末，打磨的废弃物必须妥善处理。

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说明傅里叶红外光谱仪与色散型红外光谱仪的区别

红外光谱[1]（infrared spectra），以波长或波数为横坐标以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图。按红外射线的波长范围，可粗略地分为近红外光谱（波段为0.8～2.5微米）、中红外光谱（2.5～25微米）和远红外光谱（25～1000微米）。对物质自发发射或受激发射的红外射线进行分光，可得到红外发射光谱，物质的红外发射光谱主要决定于物质的温度和化学组成；对被物质所吸收的红外射线进行分光，可得到红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，它是一种分子光谱。分子的红外吸收光谱属于带状光谱。原子也有红外发射和吸收光谱，但都是线状光谱。

量子场论或量子电动力学可以正确地描述和解释红外射线（一种电磁辐射）与物质的相互作用。若采用半经典的理论处理方法，即对组成物质的分子和原子作为量子力学体系来处理，辐射场作为一种经典物理中的电磁波并忽略其光子的特征，则分子红外光谱是由分子不停地作振动和转动而产生的。分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动模式。当孤立分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动。含N个原子的分子应有3N－6个简正振动方式；如果是线性分子，只有3N－5个简正振动方式。图中示出非线性3原子分子仅有的3种简正振动模式。分子的转动指的是分子绕质心进行的运动。分子振动和转动的能量不是连续的，而是量子化的。当分子由一种振动（或转动）状态跃迁至另一种振动（或转动）状态时，就要吸收或发射与其能级差相应的光。

研究红外光谱的方法主要是吸收光谱法。使用的光谱有两种类型。一种是单通道或多通道测量的棱镜或光栅色散型光谱仪，另一种是利用双光束干涉原理并进行干涉图的傅里叶变换数学处理的非色散型的傅里叶变换红外光谱仪。

红外光谱具有高度的特征性，不但可以用来研究分子的结构和化学键，如力常数的测定等，而且广泛地用于表征和鉴别各种化学物种。

红外识谱歌

红外可分远中近，中红特征指纹区，

1300来分界，注意横轴划分异。

看图要知红外仪，弄清物态液固气。

样品来源制样法，物化性能多联系。

识图先学饱和烃，三千以下看峰形。

2960、2870是甲基，2930、2850亚甲峰。

1470碳氢弯，1380甲基显。

二个甲基同一碳，1380分二半。

面内摇摆720，长链亚甲亦可辨。

烯氢伸展过三千，排除倍频和卤烷。

末端烯烃此峰强，只有一氢不明显。

化合物，又键偏，～1650会出现。

烯氢面外易变形，1000以下有强峰。

910端基氢，再有一氢990。

顺式二氢690，反式移至970；

单氢出峰820，干扰顺式难确定。

炔氢伸展三千三，峰强很大峰形尖。

三键伸展二千二，炔氢摇摆六百八。

芳烃呼吸很特征，1600～1430。

1650～2000，取代方式区分明。

900～650，面外弯曲定芳氢。

五氢吸收有两峰，700和750；

四氢只有750，二氢相邻830；

间二取代出三峰，700、780，880处孤立氢

醇酚羟基易缔合，三千三处有强峰。

C－O伸展吸收大，伯仲叔醇位不同。

1050伯醇显，1100乃是仲，

1150叔醇在，1230才是酚。

1110醚链伸，注意排除酯酸醇。

若与π键紧相连，二个吸收要看准，

1050对称峰，1250反对称。

苯环若有甲氧基，碳氢伸展2820。

次甲基二氧连苯环，930处有强峰，

环氧乙烷有三峰，1260环振动，

九百上下反对称，八百左右最特征。

缩醛酮，特殊醚，1110非缩酮。

酸酐也有C－O键，开链环酐有区别，

开链强宽一千一，环酐移至1250。

羰基伸展一千七，2720定醛基。

吸电效应波数高，共轭则向低频移。

张力促使振动快，环外双键可类比。

二千五到三千三，羧酸氢键峰形宽，

920，钝峰显，羧基可定二聚酸、

酸酐千八来偶合，双峰60严相隔，

链状酸酐高频强，环状酸酐高频弱。

羧酸盐，偶合生，羰基伸缩出双峰，

1600反对称，1400对称峰。

1740酯羰基，何酸可看碳氧展。

1180甲酸酯，1190是丙酸，

1220乙酸酯，1250芳香酸。

1600兔耳峰，常为邻苯二甲酸。

氮氢伸展三千四，每氢一峰很分明。

羰基伸展酰胺I，1660有强峰；

N－H变形酰胺II，1600分伯仲。

伯胺频高易重叠，仲酰固态1550；

碳氮伸展酰胺III，1400强峰显。

胺尖常有干扰见，N－H伸展三千三，

叔胺无峰仲胺单，伯胺双峰小而尖。

1600碳氢弯，芳香仲胺千五偏。

八百左右面内摇，确定最好变成盐。

伸展弯曲互靠近，伯胺盐三千强峰宽，

仲胺盐、叔胺盐，2700上下可分辨，

亚胺盐，更可怜，2000左右才可见。

硝基伸缩吸收大，相连基团可弄清。

1350、1500，分为对称反对称。

氨基酸，成内盐，3100～2100峰形宽。

1600、1400酸根展，1630、1510碳氢弯。

盐酸盐，羧基显，钠盐蛋白三千三。

矿物组成杂而乱，振动光谱远红端。

钝盐类，较简单，吸收峰，少而宽。

注意羟基水和铵，先记几种普通盐。

1100是硫酸根，1380硝酸盐，

1450碳酸根，一千左右看磷酸。

硅酸盐，一峰宽，1000真壮观。

勤学苦练多实践，红外识谱不算难。

红外光谱发展史

雨后天空出现的彩虹，是人类经常观测到的自然光谱。而真正意义上对光谱的研究是从英国科学家牛顿(Newton) 开始的。1666 年牛顿证明一束白光可分为一系列不同颜色的可见光，而这一系列的光投影到一个屏幕上出现了一条从紫色到红色的光带。牛顿导入“光谱”（spectrum）一词来描述这一现象。牛顿的研究是光谱科学开端的标志。

从牛顿之后人类对光的认识逐渐从可见光区扩展到红外和紫外区。1800 年英国科学家W. Herschel 将来自太阳的辐射构成一副与牛顿大致相同的光谱，然后将一支温度计通过不同颜色的光，并且用另外一支不在光谱中的温度计作为参考。他发现当温度计从光谱的紫色末端向红色末端移动时，温度计的读数逐渐上升。特别令人吃惊的是当温度计移动到红色末端之外的区域时，温度计上的读数达到最高。这个试验的结果有两重含义，首先是可见光区域红色末端之外还有看不见的其他辐射区域存在，其次是这种辐射能够产生热。由于这种射线存在的区域在可见光区末端以外而被称为红外线。（1801 年德国科学家J.W. Ritter 考察太阳光谱的另外一端，即紫色端时发现超出紫色端的区域内有某种能量存在并且能使AgCl 产生化学反应，该试验导致了紫外线的发现。

1881年Abney 和Festing 第一次将红外线用于分子结构的研究。他们Hilger光谱仪拍下了46个有机液体的从0.7到1.2微米区域的红外吸收光谱。由于这种仪器检测器的限制，所能够记录下的光谱波长范围十分有限。随后的重大突破是测辐射热仪的发明。1880年天文学家Langley在研究太阳和其他星球发出的热辐射时发明一种检测装置。该装置由一根细导线和一个线圈相连，当热辐射抵达导线时能够引起导线电阻非常微小的变化。而这种变化的大小与抵达辐射的大小成正比。这就是测辐射热仪的核心部分。用该仪器突破了照相的限制，能够在更宽的波长范围检测分子的红外光谱。采用NaCl作棱镜和测辐射热仪作检测器，瑞典科学家Angstrem第一次记录了分子的基本振动（从基态到第一激发态）频率。1889年Angstrem首次证实尽管CO和CO2都是由碳原子和氧原子组成，但因为是不同的气体分子而具有不同的红外光谱图。这个试验最根本的意义在于它表明了红外吸收产生的根源是分子而不是原子。而整个分子光谱学科就是建立在这个基础上的。不久Julius发表了20个有机液体的红外光谱图，并且将在3000cm-1的吸收带指认为甲基的特征吸收峰。这是科学家们第一次将分子的结构特征和光谱吸收峰的位置直接联系起来。图1是液体水和重水部分红外光谱图，主要为近红外部分。图中可观察到水分子在739和970nm处有吸收峰存在，这些峰都处在可见光区红色一端之外。由于氢键作用，液体水的红外光谱图比气态水的谱图要复杂得多。

红外光谱仪的研制可追溯的20 世纪初期。1908 年Coblentz 制备和应用了用氯化钠晶体为棱镜的红外光谱议；1910 年Wood 和Trowbridge6 研制了小阶梯光栅红外光谱议；1918 年Sleator 和Randall 研制出高分辨仪器。20 世纪40 年代开始研究双光束红外光谱议。1950 年由美国PE 公司开始商业化生产名为Perkin-Elmer 21 的双光束红外光谱议。与单光束光谱仪相比，双光束红外光谱议不需要由经过专门训练的光谱学家进行操作，能够很快的得到光谱图。因此Perkin-Elmer 21 很快在美国畅销。Perkin-Elmer 21 的问世大大的促进了红外光谱仪的普及。

现代红外光谱议是以傅立叶变换为基础的仪器。该类仪器不用棱镜或者光栅分光，而是用干涉仪得到干涉图，采用傅立叶变换将以时间为变量的干涉图变换为以频率为变量的光谱图。傅立叶红外光谱仪的产生是一次革命性的飞跃。与传统的仪器相比，傅立叶红外光谱仪具有快速、高信噪比和高分辨率等特点。更重要的是傅立叶变换催生了许多新技术，例如步进扫描、时间分辨和红外成像等。这些新技术大大的拓宽了红外的应用领域，使得红外技术的发展产生了质的飞跃。如果采用分光的办法，这些技术是不可能实现的。这些技术的产生，大大的拓宽了红外技术的应用领域。 是用红外成像技术得到的地球表面温度分布和地球大气层中水蒸气含量图。没有傅立叶变换技术，不可能得到这样的图像。图1.2 Perkin-Elmer 21 双光束红外光谱议。该仪器是由美国Perkin-Elmer 公司1950 开始制造，是最早期商业化生产的双光束红外光谱议。

红外光谱的理论解释是建立在量子力学和群论的基础上的。1900 年普朗克在研究黑体辐射问题时，给出了著名的Plank 常数h, 表示能量的不连续性。量子力学从此走上历史舞台。1911 年W Nernst 指出分子振动和转动的运动形态的不连续性是量子理论的必然结果。1912 年丹麦物理化学家Niels Bjerrum 提出HCl 分子的振动是带负电的Cl 原子核带正电的H 原子之间的相对位移。分子的能量由平动、转动和振动组成，并且转动能量量子化的理论，该理论被称为旧量子理论或者半经典量子理论。后来矩阵、群论等数学和物理方法被应用于分子光谱理论。随着现代科学的不断发展，分子光谱的理论也在不断的发展和完善。分子光谱理论和应用的研究还在发展之中。多维分子光谱的理论和应用就是研究方向之一。

傅里叶红外光谱仪的用处

前面的兄弟说得不错。我也说两句：，能否测到这个混合物中样品的各个成分比重？这个可以尝试，如果前期工作，如标样，曲线做好，红外光谱可以实现。能否测到混合物中各个元素占比？这个应该不能，因为红外光谱仪不能测出元素及元素含量，只能测出官能团、化学键等分子结构。

仅供参考。可以到哪个学校，找一个红外光谱测试一下（要找同样研究方向的，不同领域红外的应用也不同）。

为什么说傅里叶光谱在红外区有统治地位

红外光谱技术的最新进展是傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术.

FTIR在信噪比、分辨率、速度和探测极限上具有很多优势.在红外研究领域,FTIR方法几乎完全取代了光栅分光法.

傅里叶变换光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪,它能同时测量、记录所有谱元的信号,并以更高的效率采集来自光源的辐射能量,从而使它具有比传统光谱仪高得多的分辨率和信噪比；同时它的数字化的光谱数据,也便于计算机处理.正是这些基本优点,使傅里叶变换红外光谱方法发展成为目前中、远红外波段中最有力的光谱工具.

FTIR的优点

1.多通道（Fellgett优点）

在色散型仪器中,由于检测器只能响应入射光强度的变化,不能响应入射光频率.因此,在测量时,需把入射的复色光用单色器色散为不同频率的分辨单元.为了检测这些相对纯化的光,就需要用光阑窄缝滤掉绝大部分色散后的单色光,仅让某一频率单色光通过.为了能测定全光谱,只好顺序多次测定色散后不同频率的单色光.

对于FTIR光谱仪,入射光被干涉仪调制成声频波,不同频率的光被调制成不同的值,所用探测器既获得强度信息,又获得频率信息.各种频率光同时落到探测器上,无需分光测量.这样色散仪器每次仅测量全光谱很小的一部分,而FTIR却测了全部光谱.如在 波段范围内,用 分辨率进行测量,则测量所需分辨单元数 .用色散光谱仪在T时间内对 波段测量时,每个分辨单元所需的测定时间为 .与此相应,FTIR则为T.由于随机噪声引起的信噪比 与测量时间成正比,所以FTIR比色散型光谱仪信噪比高的多,并且分辨率越高,提高越大.在0.1cm-1分辨率时,提高近190倍.显然多通道的优点使FTIR的信噪比增加,伴随而来的是检测灵敏度大幅提高.

2.高光通量（Jacquinot优点）

在色散型仪器中,光路里设有狭缝式光阑,绝大部分光被它挡住,仅使极少部分光通过,并且分辨率越高,狭缝调得越窄,实际通过得光越少.加之光路中得许多光学元件也会损失光能,因而使色散型仪器光通量很小.FTIR光谱仪中除了有光能损失很少外,经常不设限光狭缝或其他限光元件.光可全部通过光孔,光通量很大.

光学系统的光通量Ω指通过它传送的光的总能量.光通量定义为光束的面积和立体角的乘积,即光阑面积和向准直镜孔径所张立体角的乘积,或者等效为准直光的面积和它的发散的立体角的乘积

在一些低分辨率的光谱仪中没有准直光阑,光源或探测器起着有效光阑的作用,限制了光通量的大小.

为了获得理想准直的光束（光束完美的平行）,光阑必须无穷小,于是光通过量为零.光阑越大,光通量越大,而被准直的光束也越发散.然而,干涉仪中光束的发散度,或者它的光通量,是受到所要求的光谱分辨率限制的.因为对于一个给定的动镜位移,以不同的角度通过干涉仪的光线到达真正光轴有不同的光程差,它们对总干涉图信号的各自贡献将会模糊掉每个动镜位移的光程差.因此,分辨率要求越高,光发散要求越小.最佳的通过量与所研究的最高频率处的光谱分辨率是完全一致的.最大光通量定量地与光谱分辨率成比例

3.高测量精度（Connes优点）

色散型仪器的精度受很多条件的限制.如校正谱图精度的校样纯度、机械部件移动以及人为的读书误差等,都使这类仪器测量精度难于提高.一般很难达到0.1cm-1精度.

FTIR光谱仪的光学结构简单,干涉仪只有一个动镜是运动部件,通常动镜是在无摩擦的空气轴承上移动,其运动又受高度稳定的He-Ne激光干涉系统监控,因此测量的重复性和准确度都很十分高.加之在FTIR系统中,使用了单色性极好的He-Ne激光干涉系统作为采样标尺,确保采样精度达到 0 .001cm-1.

4.测量波段宽,全波段内分辨率一致

色散型光谱仪测量时,用色散法配以光阑狭缝取得单色光.但这些不同频率的单色光能量又不尽相同.为了保持所获得的能量近似不变,常常需要不断改变狭缝宽度,或用其他技术来调节光通量.这在技术上是很困难的.一种简化的办法是在中红外测量全波段光谱时,使用两种分辨率.色散型光谱仪无法在全波段范围内分辨率一致.

FTIR光谱仪以干涉法采集数据,以数字形式存储数据和运算,很容易做到分辨率一致.极宽的测量波段也是FTIR光谱仪特有的优点.它可用改换光源、分束器、探测器的办法,在同一台FTIR光谱仪上实现多波段测量.

为什么说傅里叶光谱在红外区有统治地位？

红外光谱技术的最新进展是傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术。

FTIR在信噪比、分辨率、速度和探测极限上具有很多优势。在红外研究领域，FTIR方法几乎完全取代了光栅分光法。

傅里叶变换光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱仪，它能同时测量、记录所有谱元的信号，并以更高的效率采集来自光源的辐射能量，从而使它具有比传统光谱仪高得多的分辨率和信噪比；同时它的数字化的光谱数据，也便于计算机处理。正是这些基本优点，使傅里叶变换红外光谱方法发展成为目前中、远红外波段中最有力的光谱工具。

FTIR的优点

1. 多通道（Fellgett优点）

在色散型仪器中，由于检测器只能响应入射光强度的变化，不能响应入射光频率。因此，在测量时，需把入射的复色光用单色器色散为不同频率的分辨单元。为了检测这些相对纯化的光，就需要用光阑窄缝滤掉绝大部分色散后的单色光，仅让某一频率单色光通过。为了能测定全光谱，只好顺序多次测定色散后不同频率的单色光。

对于FTIR光谱仪，入射光被干涉仪调制成声频波，不同频率的光被调制成不同的值，所用探测器既获得强度信息，又获得频率信息。各种频率光同时落到探测器上，无需分光测量。这样色散仪器每次仅测量全光谱很小的一部分，而FTIR却测了全部光谱。如在 波段范围内，用 分辨率进行测量，则测量所需分辨单元数 。用色散光谱仪在T时间内对 波段测量时，每个分辨单元所需的测定时间为 。与此相应，FTIR则为T。由于随机噪声引起的信噪比 与测量时间成正比，所以FTIR比色散型光谱仪信噪比高的多，并且分辨率越高， 提高越大。在0.1cm-1分辨率时， 提高近190倍。显然多通道的优点使FTIR的信噪比增加，伴随而来的是检测灵敏度大幅提高。

2. 高光通量（Jacquinot优点）

在色散型仪器中，光路里设有狭缝式光阑，绝大部分光被它挡住，仅使极少部分光通过，并且分辨率越高，狭缝调得越窄，实际通过得光越少。加之光路中得许多光学元件也会损失光能，因而使色散型仪器光通量很小。FTIR光谱仪中除了有光能损失很少外，经常不设限光狭缝或其他限光元件。光可全部通过光孔，光通量很大。

光学系统的光通量Ω指通过它传送的光的总能量。光通量定义为光束的面积和立体角的乘积，即光阑面积和向准直镜孔径所张立体角的乘积，或者等效为准直光的面积和它的发散的立体角的乘积

在一些低分辨率的光谱仪中没有准直光阑，光源或探测器起着有效光阑的作用，限制了光通量的大小。

为了获得理想准直的光束（光束完美的平行），光阑必须无穷小，于是光通过量为零。光阑越大，光通量越大，而被准直的光束也越发散。然而，干涉仪中光束的发散度，或者它的光通量，是受到所要求的光谱分辨率限制的。因为对于一个给定的动镜位移，以不同的角度通过干涉仪的光线到达真正光轴有不同的光程差，它们对总干涉图信号的各自贡献将会模糊掉每个动镜位移的光程差。因此，分辨率要求越高，光发散要求越小。最佳的通过量与所研究的最高频率处的光谱分辨率是完全一致的。最大光通量定量地与光谱分辨率成比例

3. 高测量精度（Connes优点）

色散型仪器的精度受很多条件的限制。如校正谱图精度的校样纯度、机械部件移动以及人为的读书误差等，都使这类仪器测量精度难于提高。一般很难达到0.1cm-1精度。

FTIR光谱仪的光学结构简单，干涉仪只有一个动镜是运动部件，通常动镜是在无摩擦的空气轴承上移动，其运动又受高度稳定的He-Ne激光干涉系统监控，因此测量的重复性和准确度都很十分高。加之在FTIR系统中，使用了单色性极好的He-Ne激光干涉系统作为采样标尺，确保采样精度达到 0 .001cm-1。

4. 测量波段宽，全波段内分辨率一致

色散型光谱仪测量时，用色散法配以光阑狭缝取得单色光。但这些不同频率的单色光能量又不尽相同。为了保持所获得的能量近似不变，常常需要不断改变狭缝宽度，或用其他技术来调节光通量。这在技术上是很困难的。一种简化的办法是在中红外测量全波段光谱时，使用两种分辨率。色散型光谱仪无法在全波段范围内分辨率一致。

FTIR光谱仪以干涉法采集数据，以数字形式存储数据和运算，很容易做到分辨率一致。极宽的测量波段也是FTIR光谱仪特有的优点。它可用改换光源、分束器、探测器的办法，在同一台FTIR光谱仪上实现多波段测量。

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