• 本文目录导读：
• 1、1. 傅立叶变换红外光谱仪的基本原理与构成
• 2、2. 傅立叶变换红外光谱仪的分光元件详解
• 3、3. 傅立叶变换红外光谱制样详解
• 4、总结

1. 傅立叶变换红外光谱仪的基本原理与构成

傅里叶变换红外（FTIR）技术是一种广泛应用于材料科学、化学、生命科学等领域中研究材料性质和结构的方法。其所采集到的数据可以提供很多有价值的信息，如物质结构、取代位置和含量以及反应过程等。为了实现这种分析，需要专业设备——傅立叶变换红外光谱仪。该设备由以下几个部分组成：

- 光源：通常使用弧灯或者水银灯作为离线可调节波长范围内最小焦斑直径达10um的线形点源

- 分束器：主要将干涉计中产生的两路平行激光束进行拆分并定位

- 采集装置：包括样品室、检测信号输入单元、扫描机构等。

- 干涉计：最重要且难度较大也难以掌握其操作和维护知识的部件，其由光源和反射/透射样品组成。

- 分光元件：主要用于检测到的信号处理以及分析中。

2. 傅立叶变换红外光谱仪的分光元件详解

傅立叶变换红外（FTIR）分光元件是被所有商业化设备所应用且最重要的技术之一。该元件将接收到干涉计输出信息后将其转化成能够开展数据采集并生成波数轴上吸收/散射谱图等常见操作所需频率区间内较为恰当的空间域信号。下面我们单独介绍三种不同类型或者说模式下使用广泛且功能各异但却很重要的FTIR分光元器具：

1. 泊松比森型立方体——查尔士序列

在FTIR系统中使用查尔士（Chaldecott）序列来构建一个类似传统MICHALSON方式干涉计几乎是标配了。这种方法利用毕达哥拉斯定理( a**+b**=c**)保证没有死角因素而且关键性能提升相对容易，然而它也有一个缺点就是存在更高级别、更复杂的空间分支模式。 泊松比森型立方体可使用查尔士序列的第一个级别以最小化噪声，其它高阶级别实际上可以优化点扩散函数（PSF）轮廓从而获得更高信噪比。

2. 余弦变换型光学平台——哈特利楼

这是一种在FTIR系统中主要应用于偏振器样品检测场景下使用较多的技术性平台，由于该技术需要保证精度和稳定性所以需要很好地处理制品工艺和测试硬件控制等问题。与查尔士序列不同，在每个步长上产生有限数量或若干个数据点，并且对标准方式或自定方法进行加权处理、筛选过滤及其他后续操作。

3. 傅里叶透镜：

为了达到对超大面积物体进行检测时能够提供非常快速、便捷但同时也具备足够精度并考虑采样遗漏率及其存贮成本因素这类需求，设计人员发明了一种基于碎片化聚焦形态（即“选择性接收”）来实现区域能源密集波段光谱信息获取命题的新颖而有效设备——傅里叶透镜。该设备主要是在公差范围内实现特定的分光配合模式，然后通过椭圆、偏振器及垫片等元器件相互耦合来最完美地传导辛曼效应并获得系统性能提升。

3. 傅立叶变换红外光谱制样详解

傅立叶变换红外（FTIR）技术已被广泛应用于各种材料和化学物质的结构表征，并将继续推动这些领域的进一步发展。在进行FTIR检测前，为了提高检测精度和准确性，在样品制备方面必须做好以下工作：

1. 样品预处理

对于某些复杂或不易处理的物质，如生物分子、有机物等，可能需要经过预处理才能进行 FTIR 分析。常见的样品预处理方法包括抽提、衍生化和水平调整等。

2. 样品收集

对于液态或气态类样本，则先需采取一定量到满足下一步操作所需要达成优秀信号与背景比例关系为目标条件下, collect the samples into a sample cell for further analysis.

3. 制成Pellet (压片)

将样品与填充剂（如KBr）混合，并压缩成小块。这种方法适用于固态材料和灰尘等，制得的 Pellet 可以直接放入 FTIR 系统进行检测。

4. 制成film

对于毒性较高或难处理的溶液类样本，则需将其挥发至干燥状态并捕获其中部分物质沉积在基板表面上形成一个film结构进行后续实验操作。

总结

傅立叶红外光谱技术是一项非常强大、有广泛应用前景而且还具备很多优势的技术。不管你是需要开展化学领域中普遍存在但复杂度要求相对简单的元素定量分析；还是要掌握更微观尺度下精确定位及确认可能奇怪特殊反应机理，都需要使用到FTIR仪器作为先决条件来保证自己当锤子碰铁时手感稳定，在未来几十年甚至更长时间内也将会有越来越多人因为这个原因开始了解和学习相关知识！

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