傅里葉紅外光譜儀（FourierTransformInfraredSpectrometer，簡稱FTIR）是一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物和材料科學(xué)等領(lǐng)域的儀器。它通過測量樣品對紅外輻射的吸收和散射來獲取樣品的紅外光譜信息，從而實(shí)現(xiàn)對樣品的分析和表征。基于傅里葉變換原理，通過將樣品所吸收的紅外輻射信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，將其轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。紅外輻射穿過樣品時(shí)，樣品中的化學(xué)鍵會(huì)吸收特定的紅外光譜，產(chǎn)生特征性的吸收峰。通過測量樣品中的吸收光強(qiáng)，可以得到樣品的紅外光譜圖譜，進(jìn)而分析樣品的組成和結(jié)構(gòu)。
傅里葉紅外光譜儀主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：
1.光源：通常采用紅外線加熱的鎢絲燈或紅外激光器作為光源，發(fā)射連續(xù)性熱輻射或單頻光束。
2.樣品室：用于放置樣品的區(qū)域，通常采用氣密密封的樣品室，以確保測量時(shí)環(huán)境對樣品的干擾最小。
3.光學(xué)系統(tǒng)：包括反射鏡、透鏡和光柵等光學(xué)元件，用于收集和分散樣品吸收的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
4.探測器：通常采用液氮冷卻的半導(dǎo)體探測器或者微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）探測器，用于轉(zhuǎn)換從光學(xué)系統(tǒng)接收到的紅外輻射信號(hào)為電信號(hào)。
5.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，用于對探測器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換和處理。
工作過程如下：
1.樣品制備：將待測樣品準(zhǔn)備成薄片、液態(tài)或氣態(tài)形式，以便紅外輻射可以穿透或通過樣品。
2.光源發(fā)射：打開光源，使其發(fā)射紅外輻射。紅外輻射經(jīng)過樣品之后，一部分被吸收，一部分透射。
3.入射光采集：光學(xué)系統(tǒng)將透射的紅外輻射聚焦到探測器上，探測器將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
4.數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和傅里葉變換等操作，將紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。
5.光譜圖譜顯示：計(jì)算機(jī)繪制出樣品的紅外光譜圖譜，其中包含吸收峰對應(yīng)的波數(shù)和吸光度等信息。
6.數(shù)據(jù)分析：通過比較樣品的紅外光譜圖譜與已知物質(zhì)的光譜庫，可以確定樣品的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征。
傅里葉紅外光譜儀在科研和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，主要包括以下方面：
1.化學(xué)分析：用于物質(zhì)的定性和定量分析，并可用于識(shí)別和鑒定有機(jī)、無機(jī)化合物以及生物大分子等。
2.材料表征：用于材料的成分分析、結(jié)構(gòu)表征和質(zhì)量控制，在材料科學(xué)、制藥和高分子材料等領(lǐng)域具有重要作用。
3.醫(yī)藥研究：在藥物發(fā)現(xiàn)、質(zhì)量控制和臨床診斷中應(yīng)用廣泛，可用于藥物的純度檢驗(yàn)和藥物與生物分子相互作用的研究。
4.環(huán)境監(jiān)測：用于污染物的檢測與分析，如空氣、水和土壤中的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)的定性和定量分析。
5.生物醫(yī)學(xué)研究：可用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究、細(xì)胞成分分析、病理組織鑒定和體液成分分析等。
