紅外光譜儀是光譜儀一種類型，利用物質對不同波長的紅外輻射吸收特性，進行結構和化學組成的儀器。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。

紅外光譜儀簡介

　　紅外光譜儀利用可以吸收不同波長的紅外輻射特性，成為分子結構和化學組成分析儀器的重要成員。紅外光譜儀通常由光源，單色器，探測器和計算機處理信息系統(tǒng)組成。根據(jù)分光裝置的不同，分為色散型和干涉型。

　　傅立葉變換紅外光譜儀被稱為第三代紅外光譜儀，是基于對干涉后的紅外光進行傅里葉變換的原理而開發(fā)的紅外光譜儀，可以對樣品進行定性和定量分析，傅立葉紅外光譜儀具有信噪比高，重現(xiàn)性好，掃描速度快等優(yōu)勢，一次完整的數(shù)據(jù)采集需要十分鐘至二十分鐘，該儀器廣泛應用于醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關、寶石鑒定、刑偵鑒定等領域。

　　現(xiàn)代科學的不斷進步，推動紅外光譜儀向更的領域發(fā)展，隨著儀器數(shù)字化程度提升，儀器從內部性能、應用范圍到外觀設計每個環(huán)節(jié)都發(fā)生了巨大的變化，從初的人工讀數(shù)逐漸進化為智能化儀表盤，方便使用者更快捷、更準確的完成儀器測量過程。

紅外光譜儀的原理

　　電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見光譜的關系，可分為近紅外光、中紅外光和遠紅外光。 遠紅外光(大約400-10 cm^-1)同微波毗鄰，能量低，可以用于旋轉光譜學。中紅外光(大約4000-400 cm^-1)可以用來研究基礎震動和相關的旋轉-震動結構。更高能量的近紅外光(14000-4000 cm^-1)可以激發(fā)泛音和諧波震動。

　　紅外光譜儀利用麥克爾遜干涉儀將兩束光程差按一定速度變化的復色紅外光相互干涉，形成干涉光，再與樣品作用。探測器將得到的干涉信號送入到計算機進行傅立葉變化的數(shù)學處理，把干涉圖還原成光譜圖。

　　紅外光譜法的工作原理是由于震動能級不同，化學鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質量、和Z終的相關振動耦合。為使分子的振動模式在紅外活躍，必須存在雙極子的改變。具體的，在波恩-奧本海默和諧振子近似中，例如，當對應于電子基態(tài)的分子哈密頓量能被分子幾何結構的平衡態(tài)附近的諧振子近似時，分子電子能量基態(tài)的勢面決定的固有振蕩模，決定了共振頻率。然而，共振頻率經過一次近似后同鍵的強度和鍵兩頭的原子質量起來。這樣，振動頻率可以和特定的鍵型起來。簡單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮。更復雜的分子可能會有許多鍵，并且振動可能會共軛出現(xiàn)，導致某種特征頻率的紅外吸收可以和化學組起來。常在有機化合物中發(fā)現(xiàn)的CH2組，可以以 “對稱和非對稱伸縮”、“剪刀式擺動”、“左右搖擺”、“上下?lián)u擺”和“扭擺”六種方式振動。

紅外光譜儀的基本結構

　　1、光源

　　紅外光譜儀光源能發(fā)射出穩(wěn)定、高強度、連續(xù)波長的紅外光，通常使用能斯特燈、碳化硅或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲。

　　2、干涉儀

　　邁克耳孫干涉儀的作用是將復色光變?yōu)楦缮婀?。中紅外干涉儀中的分束器主要是由溴化鉀材料制成的;近紅外分束器一般以石英和CaF₂為材料;遠紅外分束器一般由Mylar膜和網(wǎng)格固體材料制成。

　　3、檢測器

　　紅外光譜儀檢測器一般分為熱檢測器和光檢測器兩大類。熱檢測器是把某些熱電材料的晶體放在兩塊金屬板中，當光照射到晶體上時，晶體表面電荷分布變化，由此可以測量紅外輻射的功率。熱檢測器有氘代硫酸三甘肽，鉭酸鋰等類型。光檢測器是利用材料受光照射后，由于導電性能的變化而產生信號，Z常用的光檢測器有銻化銦、汞鎘碲等類型。