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外置光谱仪是材料分析化学中常用的仪器之一。 红外光谱分析可以帮助我们对材料进行定性鉴定和半定量分析，是最快获取材料类别信息的重要手段。 今天，小编诚诚就带大家了解一下红外光谱仪的组成和工作原理。

红外光谱仪主要由三部分组成：光源、干涉仪和检测器。 光源能发出稳定、高强度、波长连续的红外光，通常采用能斯特灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬螺旋灯丝。 干涉仪的作用是将多色光转化为干涉光。 中红外干涉仪中的分束器主要由溴化钾制成； 近红外分束器一般由石英和CaF2制成； 远红外分束器一般由麦拉薄膜和网格固体材料制成。

探测器一般分为两类：热探测器和光电探测器。 常见的热探测器包括氘化甘油三酯硫酸酯（DTGS）、钽酸锂（LiTaO3）等类型。 常用的光电探测器有锑化铟、汞镉碲等类型。

红外光谱仪的工作原理是当待分析样品被一定频率的红外光照射时，如果分子中某一基团的振动频率与照射红外线的频率相同，则共振，从而吸收一定频率的红外线，吸收分子的红外线。 如果将这种情况用仪器记录下来，就可以获得充分反映样品成分特征的光谱，进而可以推测出化合物的类型和结构。

1970年代出现的傅立叶变换红外光谱仪是非色散第三代红外吸收光谱仪，其光学系统主体为迈克尔逊干涉仪。 迈克尔逊干涉仪主要由两个互成90度的平面镜（动镜和定镜）和一个分束器组成。 固定镜、可调镜和分光镜构成了傅里叶变换红外光谱仪——迈克尔逊干涉仪的核心部件。 动镜在平稳运动过程中应始终与定镜保持90度。 分束器具有半透明特性，位于移动镜和固定镜之间，与它们成 45 度角。

当光源发出的一束光到达分光镜时，被分成两束，I为反射光光纤光谱仪 工作原理，II为透射光，50%的光透射到动镜，另外50%的光被反射到固定的镜子上。 射向探测器的两束光 I 和 II 会合在一起成为具有干涉光特性的相干光。 当动镜移动到两束光的光程差为半波长的偶数倍时光纤光谱仪 工作原理，两束光发生相长干涉，干涉图样由红外探测器得到，结果由傅立叶变换得到红外光谱。

下图为傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的工作原理：

程程总结：红外光谱仪和红外光谱分析方法广泛应用于印染工业、环境科学、生物学、材料科学、高分子化学、催化、煤结构研究、石油工业、生物医学、生物化学、制药、无机物基础研究及配位化学、半导体材料、日用化工等研究领域。 通过红外光谱测定，人们可以确定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。