傅立叶变换红外吸收光谱仪技术详解

mysmile 闻库 2025-09-12 3

傅立叶变换红外吸收光谱仪技术详解

傅立叶变换红外吸收光谱仪（简称FT-IR）是一种基于光学干涉原理的先进光谱分析仪器，属于第三代红外光谱技术，自20世纪70年代起广泛应用于科研与工业领域。该设备摒弃了传统的色散元件，核心结构包含红外光源、阿尔伯特·迈克尔逊干涉仪、探测器及计算机处理系统。

FT-IR光谱仪具备超高分辨率、精确的波数校准、毫秒级快速扫描（通常1秒内完成全谱采集）、宽广光谱覆盖和极高灵敏度等优势，尤其适用于弱信号红外分析、快速光谱检测及与色谱联用技术。随着FT-IR技术的持续发展，远红外、近红外、偏振红外、高压红外、红外光声光谱、红外遥感、变温红外、拉曼光谱等衍生技术不断涌现，显著提升了红外光谱在物质结构解析与成分鉴定中的效率与准确性。

定义

傅立叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）是红外光谱仪器发展中的第三代代表性技术。

工作原理

FTIR系统主要由迈克尔逊干涉仪和计算机两部分构成。

红外光源发射出的光束经准直后形成平行光，进入干涉仪调制后生成干涉光。干涉光穿透样品，携带光谱信息的干涉信号被探测器捕获并转换为电信号。该信号作为时间函数（即干涉图），通过A/D转换器输入计算机，经傅立叶变换算法处理，最终输出以波数为横坐标的红外光谱图，并可经D/A转换器绘制成标准吸收光谱图谱。

主要部件

1.光源

FTIR要求光源能提供稳定、高强度、低发散度的连续波长红外辐射，通常采用能斯特灯或硅碳棒。

2.迈克尔干涉仪

迈克尔逊干涉仪是FTIR的核心干涉组件。

3.检测器

检测器分为热检测器和光检测器两大类。热检测器基于热电晶体材料，在红外辐射下晶体表面电荷分布变化，从而精确测量辐射功率。