傅里葉變換紅外光譜儀是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)、物理、環(huán)境、材料科學(xué)等領(lǐng)域的分析儀器，主要用于分子結(jié)構(gòu)、功能團分析及定量檢測。其基本工作原理基于傅里葉變換數(shù)學(xué)原理，通過對紅外光譜信號的分析，揭示樣品的分子振動和旋轉(zhuǎn)信息。
傅里葉紅外光譜儀的工作流程可以分為以下幾個主要步驟：
1、光源發(fā)射紅外光
使用一個穩(wěn)定的紅外光源，通常是鎢燈或黑體輻射源，發(fā)射寬范圍的紅外光。該光源的輻射包含了廣泛的波長，覆蓋了從中紅外到遠紅外的頻率范圍。
2、干涉儀
傅里葉紅外光譜儀的核心部件之一是干涉儀，將紅外光源發(fā)出的寬譜光通過分束器分成兩束光，一束光通過樣品，另一束光直接傳播。兩束光經(jīng)過反射鏡后重新合并，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。根據(jù)光程差的不同，合并后的光波會形成不同的干涉圖樣。這一干涉圖樣就是所謂的干涉圖，它是包含樣品吸收信息的復(fù)合信號，包含了所有的波長信息。
3、樣品吸收與干涉圖的形成
紅外光通過樣品時，樣品中的分子會吸收特定波長的光。吸收發(fā)生的波長對應(yīng)于樣品分子中的特定振動模式。由于不同分子和功能團具有特定的吸收峰，所以在紅外光通過樣品時，部分波長的光被吸收，形成特定的干涉圖信號。
4、傅里葉變換
生成的干涉圖信號是時域信號，需要通過傅里葉變換轉(zhuǎn)化為頻域信號。傅里葉變換將時域中的干涉圖轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的紅外吸收譜圖，即每個吸收峰對應(yīng)一個特定的波數(shù)，反映樣品在該波長上的吸收情況。
5、信號檢測與分析
轉(zhuǎn)化后的紅外譜圖通過探測器進行數(shù)字化采集，結(jié)果以圖譜的形式呈現(xiàn)。譜圖中的各個吸收峰的波數(shù)值可以與已有的標(biāo)準(zhǔn)譜庫進行比對，從而識別樣品的分子結(jié)構(gòu)、功能團以及化學(xué)組成。
傅里葉紅外光譜儀通過其干涉儀和傅里葉變換算法，使得紅外光譜的獲取更為迅速、精準(zhǔn)與高效。不僅可以提供分子振動信息，還能通過對干涉圖的處理快速生成高質(zhì)量的頻域光譜，是分析樣品分子結(jié)構(gòu)、功能團以及定量分析的重要工具。
