【傅立叶变换红外光谱仪文献】傅立叶变换红外光谱仪的原理和应用|资讯|承天示优

傅立叶变换红外光谱仪概述

傅立叶变换红外光谱仪是一种重要的分析测试设备，常被用于研究物质结构和化学成分。它采用了可见、近红外、中红外、远红外等多个波段的电磁波，通过对样品吸收、透射或反射特性进行检测与比较，得到能量频率信息和其相关系数。

首先我们需要明白一个关键词：傅里叶变换。它是一种非常基础也非常重要的信号处理方法，在语音处理、图像压缩等领域经常使用。其中最核心的思想就是把时域信号转化为频域信号，并且在两者之间互相转化。

以声音为例子，当你说话/唱歌时，在某个时间点上，麦克风会记录下你说/唱出来的振幅（声音强度）大小，并将这些数据存入计算机；而这些数据实际上都带有不同频率成分的贡献，通过傅里叶变换可以把这些复杂的波形转化为频率-幅度图（spectrum），从而更好地帮助我们分析声音结构。

同理，在红外光谱学中，我们拿到样品后会用不同波长/频率的光来照射它，并且记录下样品对每个波长/频率吸收或者反射的系数；最终我们就会得到一个由能量和能量所对应波长组成的二元数组（也称作「广义时间序列」），即是傅立叶变换后得到的信号。使用这种方法进行红外光谱分析有几个明显优点：

* 与其他非拉曼技术相比，FTIR仪器采集数据快。

* 减少了电子管扫描过程中间停顿造成误差。

* 可以同时测定所有需要检测的真空紫外线、可见及近红外线区域。

目前在许多科学领域，如物理、化学、生物及医药等都广泛使用FTIR进行实验与分析。特别是其在材料科学、新型材料研究、纳米科技等领域的应用更是异常广泛。下面我们就来谈谈几个常见的使用情形。

FTIR可以通过对样品分析出不同化学键与各个能量级之间的拉曼效应，从而得到物质内部与外部细节结构信息，帮助人们在微观尺度上理解化学反应和物理过程。例如，在工业中使用该仪器来鉴定管道等设施是否趋于老化以及生产线上各种原材料是否合格；由此还可以推导出一些新型的材料设计方案。

据了解，FTIR也被广泛地运用于医药领域。这是因为FTIR所具有非接触式、无污染性、操作简便且可靠性高等优点使其获得了普遍关注。以肝癌治疗为例子，目前采用傅里叶变换红外光谱方法在诊断初期发现并预防肝癌转移时起到举足轻重的作用，并且有效保护患者健康。

随着近年来新材料探究、生物医学研究等领域的不断拓宽，傅立叶变换红外光谱仪作为一种可靠而有效的分析测试手段也将持续发挥其极致优势。从科技教育角度看，深入理解FTIR原理以及应用场景实在是非常有必要的，并且可能会对未来做出更好贡献。

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