傅里叶光谱仪.ppt

1、1、傅立叶分光器、发表人吴琦、2、主要内容、傅立叶分光器的介绍傅立叶分光器的原理傅立叶分光器的特征傅立叶分光器的应用前景、3、一傅立叶分光器的介绍、分光器利用分散元件和光学系统将来自光源的复合光按波长排列，用适当的受光器接收不同波长的光辐射的设备。 根据光谱原理，可以分为分散型和干涉型两种。 分散型设备根据分光元件分为棱镜式和光栅式红外分光光度计，干涉型红外分光器也称为傅立叶变换红外分光器(FTIR )。 4、棱镜式分散型分光器，第一代是最初使用的棱镜式分散型分光器，分辨率低，对温度、湿度敏感，对环境敏感。 5、衍射光栅型分散式分光器、第二代衍射光栅型分散式分光器，采用先进的衍射光栅雕刻和复制

2、技术，提高了机器分辨率，扩大了测量频带，降低了环境要求。 6、傅里叶变换红外分光器和目前常用的傅里叶变换红外分光器(简称fouriertransforminfrareredspetroottometer，FTIR )具有广泛的测量范围、高测量精度、高分辨率、快测量速度。7、FTIR分光器由光学系统、电子电路、计算机数据处理、接口和显示系统等部分构成。 光学系统由主干干涉仪和激光干涉仪、白色干涉仪、光源、检测器以及各村的红外线反射镜组成，8、二傅立叶分光器的原理，傅立叶分光器主要由光学测量部和计算部组成。 如图所示，9、光学测定部分的分光器的光学测定部分多为迈克尔逊干涉仪，如图所示，由相互成直角

3、的两个平面反射M1、M2、和M1、M2分别成45度的角度的分光器b和补偿器c构成，10、光学测定过程、从光源s放射的光由分光器相等地分为两个部分另一光被固定反射镜m-2反射回来，最后在d处与光束1汇合。 当这两束光到达d时，其光路差根据可动反射镜m-1的移动而周期性变化，11 )根据光的相干原理，在检测器d处获得强度以馀弦方式变化的信号。 如果连续地改变光路并记录中央干涉条纹的光强度变化，则获得干涉图。 另外，假设12、计算部对于双光束干涉仪，入射的单色光的波长为0，光强度为S(0 )，则在某一点的光强度为，x为两相干光的光路差。 如果入射多种颜色的光且光谱间隔(、d)内的光强度为S() d，

4、则干涉图的某点(、d)的间隔处的光强度为：(1)，13 )，并且干涉图的某点处的总光强度在光路差x=0时，总光强度为：所以(2)。 在(2)、(3)、(4)、14 )中，如果在全部频率范围f(x )是偶函数，则根据上式可知，(6)、(5)、15 )通过记录干涉图并进行傅立叶馀弦变换，能够得到达到任意频率的光强度S()。(7)、16、傅立叶分光器的工作原理图，17、来自迈克尔森干涉仪的干涉信号是实数偶函数，可以利用傅立叶变换的对称性来获得频谱函数。 其运算在电子计算机中进行，由模数转换器(A/D )、傅立叶馀弦转换器、数模转换器(D/A )构成，最后直接显示频谱图。 18、三傅立叶分光器的优点在

5、于，(1)高分辨率(2)s/n比高(3)非常快的扫描速度(4)高通量(5)极高的频率精度(6)宽的光谱范围(7)适用于微样品的研究，19、高分辨率、傅立叶变换分光器的分解20、高信噪比、传统分光器中，s/n比是傅立叶变换分光器，s/n比是-T与检测时间成比例，n是光谱要素数傅立叶分光器比其他分光器高n倍，21，扫描速度非常快，傅立叶分光器在小于1s的时间内扫描质量好的红外光谱这主要是因为干涉仪有很多优点。 22、高通量、物理原因：傅里叶变换分光器去除了很大限制有效光束立体角的非常窄的狭缝，入射光束整体受到干涉仪的圆形镜面开口的限制，能得到相当大的输出能量，适合于微弱的信号光谱测量。 23、频率

6、精度很高，傅里叶光谱仪的可动镜的位置用氦-氖激光准确测量，光路差很准确，计算出的光谱数精度很高。 24、宽光谱范围，傅里叶分光器只需改变分束器和光源，就能研究整个红外区域的1000cm到10cm的光谱。 25、适合微小样品的研究，傅里叶分光器的光束截面小，可以研究单晶、单纤维等物质，对微量和微量的分析特别重要，利用红外微技术，可以用少量的样品检测物质的红外吸收。26、四傅立叶分光器的应用、傅立叶分光器除了一般的光谱测量外，还有以下特殊应用： (1)测量瞬时光谱变化是因为傅立叶分光器具有非常快的扫描速度，此特性测量瞬时的光谱变化，研究快速的化学反应，其他分析仪器(27，(2)显示差分光技术傅立叶

7、分光器对被检样品和参考样品的红外光谱进行AD转换，保存在计算机中，能够以特定的比例进行处理，无需物理上分离就能够直接识别混合物成分或微量成分。 (28 )、(3)低能谱的测量，由于傅里叶分光器的输出能量大，因此，同时可以对样品基尼系统进行多次扫描累积，可以测量透射率极低的样品。 由于对29、5傅立叶分光器的未来展望、傅立叶分光器也存在不足，使用高精度的扫描镜机构大幅度增加了设备的成本和体积，因此高精度傅立叶分光器大多仅限于在实验室中的应用。 为了克服傅立叶分光器的体积大成本高的缺陷，很多人都在致力于傅立叶分光器的微小小型化的研究。 30、微型分光器的出现使分光器在近十年开始脱离实验室的界限。 推进了光纤的大量生产、高效廉价的光学元件和线性阵列检测装置的出现、电脑