FTIR红外光谱原理：干涉图数据采集与解析

"本文主要介绍了干涉图数据在FTIR（傅立叶变换红外光谱）中的采集原理，以及红外光谱的基本概念。" 在FTIR红外光谱技术中，干涉图数据的采集遵循Nyquist采样条件，确保采样频率至少是光谱带宽的两倍，以保证数据的完整性。激光作为控制采样间隔的工具，其波长为632.8nm，对应的最大测试波长为31,600cm-1。这一条件的设定保证了光谱数据的精确度。 红外光谱是一种分析物质结构的强有力工具，当红外光照射到物质上，可能引发吸收、透过、反射、散射或荧光（拉曼效应）。FTIR（傅立叶变换红外光谱）利用不同波段的光来分析物质的光谱特性。在红外光谱中，波长（λ）表示相邻峰之间的距离，而波数（1/λ）则更常用于描述红外光谱，单位是cm-1。 FTIR光谱仪的核心部件是干涉仪，通常包含一个光源、干涉仪和检测器。光源发射的红外光束经过干涉仪，其中的分束器使得光束分成两束，通过不同的光程到达检测器，形成干涉现象。动镜在干涉仪中移动，当动镜移动距离为n/2λ或n/4λ时，光程差分别为nλ或n/2λ，导致光的干涉效果变化，形成正弦波形的干涉图。 检测器接收到的干涉图是一个随时间变化的交流信号（AC），该信号与动镜的移动速度（v）和时间（t）相关。HeNe激光（波长632.8nm）用于控制动镜的位置，确保精确的光程差调整。干涉图的数据经过傅立叶变换，可以得到物质对各种波长红外光的吸收情况，进而解析出物质的分子结构信息。 多色光源如Globar在近红外和中红外区域被使用，这些光源产生的光经过干涉仪和检测器，同样会产生干涉图，但需要处理更复杂的信号以获取光谱信息。 FTIR红外光谱技术依赖于干涉图数据的采集，通过对干涉图的傅立叶变换，可以揭示物质的红外光谱特性，进而分析其化学成分和结构。干涉仪和光源的选择对于获得高质量的光谱至关重要，而Nyquist采样条件则保证了数据的采样质量。