傅里葉紅外光譜儀主要由邁克爾遜干涉儀和計(jì)算機(jī)組成。邁克爾遜干涉儀的主要功能是使光源發(fā)出的光分為兩束后形成一定的光程差,再使之復(fù)合以產(chǎn)生干涉,所得到的干涉圖函數(shù)包含了光源的全部頻率和強(qiáng)度信息。用計(jì)算機(jī)將干涉圖函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換,就可計(jì)算出原來光源的強(qiáng)度按頻率的分布。
傅里葉紅外光譜儀克服了色散型光譜儀分辨能力低、光能量輸出小、光譜范圍窄、測量時(shí)間長等缺點(diǎn)。它不僅可以測量各種氣體、固體、液體樣品的吸收、反射光譜等,而且可用于短時(shí)間化學(xué)反應(yīng)測量。目前,紅外光譜儀在電子、化工、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。
傅里葉紅外光譜儀的結(jié)構(gòu)組成:
(1)光源:紅外光譜儀為測定不同范圍的光譜而設(shè)置有多個(gè)光源。通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈(近紅外)、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠(yuǎn)紅外)。
?。?)分束器:分束器是邁克爾遜干涉儀的關(guān)鍵元件。其作用是將入射光束分成反射和透射兩部分,然后再使之復(fù)合,如果可動(dòng)鏡使兩束光造成一定的光程差,則復(fù)合光束即可造成相長或相消干涉。對分束器的要求是:應(yīng)在波數(shù)v處使入射光束透射和反射各半,此時(shí)被調(diào)制的光束振幅最大。根據(jù)使用波段范圍不同,在不同介質(zhì)材料上加相應(yīng)的表面涂層,即構(gòu)成分束器。
?。?)探測器:紅外光譜儀所用的探測器與色散型紅外分光光度計(jì)所用的探測器無本質(zhì)的區(qū)別。常用的探測器有硫酸三甘鈦(TGS)、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。
(4)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):傅里葉變換紅外光譜儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī),功能是控制儀器的操作,收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。