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红外光谱简单介绍 ... 布鲁克光谱仪器公司 当一束红外光射到物质上，可能发生：吸收、透过、反射、散射或者激发荧光（即拉曼效应）。 FT-IR: 基本原理 ... 红外光 不同波段的光连接起来构成成了整个光谱范围。 FT-IR: 基本原理 ... 红外光 红外光 光的辐射可以看作是波的运动，波长?是两个连续峰之间的距离。 频率?是每秒光波通过的数目。 c：光在真空中的速度。 在红外中，经常使用的是波数。 ?：cm-1 FT-IR: 基本原理 ... 红外光谱仪 每一台傅立叶变换红外光谱仪，由以下几部分构成：一个光源、一个干涉仪（分束器是它的一部分）以及一个检测器。 FT-IR: 基本原理 ... 到样品 红外光源发出的光束 红外光谱仪 干涉仪是红外光谱仪的心脏部件 在干涉仪的出口，两束有光程差的光发生干涉，然后到样品。 FT-IR: 基本原理 ... 干涉仪 动镜移动距离为n/2 ?，即光程差为n?时 干涉仪（单色光说明） FT-IR: 基本原理 ... 动镜移动距离为n/4 ?，即光程差为n/2 ?时 干涉仪（单色光说明） 干涉仪 FT-IR: 基本原理 ... 干涉图（以单色光说明） 因为动镜以一定的速度（?）移动，检测器上得到的信号是正弦波信号。 光束强度 在波数?光源经过仪器调制后（分束器效率、检测器和放大器的响应）的强度 波数 光程差 动镜移动速率(cm/sec) 时间(sec) 得到的AC组分I’（?）：就是所谓的干涉图。 FT-IR: 基本原理 ... HeNe激光用来控制动镜的位置。 单色光束 波长为632.8 nm 动镜 FT-IR: 基本原理 ... 干涉图（非单色光） 多色光源（例如中红外的Globar光源或近红外的钨灯），许多连续波数（即频率）的光同时发射 检测器检测得到的干涉图是每一个波数的干涉图的矢量和。 理论上，我们可以从-?到+?范围，得到一张完整谱图，而且可以任何分辨率 为了满足上述要求，我们必须做到： 动镜的移动距离可以无限远； 数据采样间隔无限小。 相应的谱图 FT-IR: 基本原理 ... 只是测试整个谱图范围的一部分 采用不同的光源、分束器以及检测器 分辨率受到限制 切趾函数 技术限制: 解决方案: 相应问题: 旁瓣峰 牺牲谱图的分辨率 采用光圈 采样间隔不能无限小 (基于 HeNe激光) 带宽限制 有折叠可能 满足Nyquist 采样条件 尖桩篱栅效应 谱图充零 得到的干涉图不是对称的 相位问题 相位校正 技术局限 事实上，分辨率、带宽以及采样间隔受到谱仪的限制 FT-IR: 基本原理 ... 谱图范围 谱图范围的选择，决定了仪器采用的光学组件 FT-IR: 基本原理 ... 分辨率 ? ? 两个不同频率的单色光，得到的干涉图以及相应的谱图。 FT-IR: 基本原理 ... 分辨率 FT-IR: 基本原理 ... 切趾 旁瓣 FT-IR: 基本原理 ... 切趾来减小旁瓣峰的强度 牺牲 分辨率 切趾 旁瓣峰引起峰强度的变化，旁瓣峰削弱了主峰的强度 这意味：切趾函数的选择取决于所需的分辨率 FT-IR: 基本原理 ... 带宽 波长: 632 nm 带宽: 31,600 cm-1 干涉图数据的采集 HeNe激光信号也用来控制干涉图数据的采集 在激光正弦波过零点时采集数据。 FT-IR: 基本原理 ... 为了避免假峰，必须满足 Nyquist采样条件。 折叠 干涉图数据的采集 FT-IR: 基本原理 ... 干涉图数据的采集 Nyquist采样条件 任何谱图数据的采集的采样频率必须等于或大于谱图带宽的两倍。 我们是采用激光来控制采样间隔，因为激光的波长为632.8nm，最大测试波长为31,600cm-1. 632.8nm/2=316.4nm 31,600cm-1 FT-IR: 基本原理 ... 如果不满足上述条件，就会出现假峰。 干涉图数据的采集 Nyquist采样条件 任何谱图数据的采集的采样频率必须等于或大于谱图带宽的两倍。 FT-IR: 基本原理 ... 尖桩篱栅效应 谱图是根据ADC得到的干涉图经过傅立叶变换得到的。 在干涉图测试数据点之间，我们必须进行数学插值。 这个过程，透光率的准确度受到影响。 干涉图数据的采集 FT-IR: 基本原理 ... 为了避免尖桩篱栅效应，在FT变换之前必须在干涉图的尾部增加强度值为0的数据点，这个过程就是所谓：充零。 尖桩篱栅效应 干涉图数据的采集 FT-IR: 基本原理 ... 或 Measure ...Measurement 采集样品信号 调入实验参数文件 设置参数 或 打开测试窗口 Check signal 采集背景 调整附件，使得光通量最大 测试