傅立叶变换红外光谱仪.doc

傅立叶变换红外光谱仪.doc一、基本原理
傅立叶变换红外光谱仪被称为第三代红外光谱仪，利用麦克 尔逊干涉仪将两束光程差按一定速度变化的复色红外光相互干 涉，形成干涉光，再与样品作用。探测器将得到的干涉信号送入 到计算机进行傅立叶变化的数学处理，把干涉图还原成光谱图。
使用方法
目前比较精确且能方便实现的等光程差点的选取方法是激光计量 光程差法,利用动镜移动使计量激光光束产生干涉 , 固定的干涉点就 是等光程差点。该方法选取等光程差对利用机械控制动镜做匀速运动 要求不高 , 其精度只与激光本身的单***有关。 Chateauneuf Franco is 等人对红外光谱仪测量误差进行过分析 [4], 提出的计量激光单色 性是其中的因素之一。 但对由激光单***造成的具体光谱测量误差进 行定量分析目前尚无研究报道。 影响激光单色波长的两个重要指标是 单频指标和稳频指标。单频性能表征激光器输出线宽的大小 , 稳频性 能表征激光器输出所发生的频率漂移。 激光输出的线宽和频率的漂移 都会引起激光波长的漂移 , 造成光程差误差和光谱测量误差。所以光 谱仪的光谱测量误差与计量激光器的单稳频指标特性密切相关。 本文 详细讨论了激光单稳频指标对光谱仪光谱测量误差的影响 , 通过理论 分析建立了激光器单稳频指标与光谱仪光谱测量误差之间的关系 , 并 进行了仿真计算和结果分析。
激光器计量原理
在傅里叶变换红外光谱仪中，迈克尔逊干涉仪示意图如图1所
示。
IVi 1 辺克尔逊干沙仗
干涉仪主要由动镜M1定
镜M2和与动定镜成45°的分束器G组成。计量激光和被测光源的光
在迈克尔逊干涉仪中运行同样的光程。图中实线表示被测光源光路 ，
虚线表示计量激光光路。等分分束器G将计量激光分成能量相等的两 部分，即光束3和光束4。光束3通过动镜M1反射,分束器G透射后 到达探测器点E;光束4通过定镜M2反射和分束器G反射后到达探测 器点E。开始时动镜M1不动，定镜M2和动镜M1与分束器G的距离相 等，即光束3和光束4的光程差为0,即零光程差点（ZPD点）。此时光 束3和光束4到达探测器时相位相同，发生相长干涉，亮度最大。当动 镜移动距离为激光波长的1/4即入/4时，光束3的光程变化为入/2, 光束3和光束4的光程差为入/2,在探测器上两束光的相位相差 入/2, 则发生相消干涉，亮度最小。当两光束的光程差为半波长 入/2的偶数 倍时都会发生相长干涉；当两束光的光程差为半波长 入/2的奇数倍时 都会产生相消干涉；当动镜M1连续移动时，在探测器E上将得到一个 强度为余弦变化的信号
，如图2所示的激光干涉图。
2激比采样H比脉冲产生甩
三、 仪器特点
1、 只需三个分束器即可覆盖从紫外到远红外的区段；
2、 专利干涉仪，连续动态调整，稳定性极高；
3、 可实现 LC/FTIR、TGA/FTIR、GC/FTIR 等技术联用；
4、 智能附件即插即用，自动识别，仪器参数自动调整；
5、光学台一体化设计，主部件对针定位，无需调整。
应用
根据红外光谱仪的实际测量波长范围 （一般在2~14卩m之
内）［5］,取探测波长为2 • 27~13 • 3卩m,对应的红外波数为 750~4 400cm-1,仿真时取近、中、远红外 5个不同的波数 4400cm-1,300 0 cm-1,