FTIR红外光谱原理:干涉图数据采集与解析
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更新于2024-07-14
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"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。
2021-10-02 上传
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2013-06-13 上传
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