滤光片在红外光谱仪的应用

2018-06-20 admin1
近年来由于分析检测技术的快速发展
 
红外光谱技术应用领域的拓展
 
红外光谱仪在实验仪中占据了重要位置
 
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一般分为两类,一种是光栅扫描的,很少使用
 
另一种是迈克尔逊干涉仪扫描的,
 
称为傅立叶变换红外光谱
 
这是目前最广泛使用的
 
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红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外色谱仪的结构主要包括了光源、分光系统、样品池以及检测系统四个部分。
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光源
 
红外光谱仪常用的光源包括卤钨灯、发光二极管以及激光二极管。
 
分光系统
 
分光系统是红外光谱仪的核心器件,其作用是将复合光转化为单色光。主要的分光类型有滤光片、光栅、干涉仪和声光调谐滤光器,分别对
 
应滤光片型红外光谱仪、色散型红外光谱仪,傅里叶变换红外光谱仪和声光滤光型红外光谱仪。
 
1、 滤光片型红外光谱仪
 
滤光片型红外光谱仪采用干涉滤光片进行分光,通过将不同的滤光片固定在转盘上,以此达到测量样品在多个波长处的红外光谱数据。目前
 
滤光片技术的开发已经受到限制,目前的技术水平只能开发出片滤光片。
 
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2、 色散型红外光谱仪
 
色散性红外光谱仪又叫做光栅扫描型红外光谱仪,其采用棱镜或者光栅作为分光,该类仪器的特点是可进行全谱扫描,分辨率较高。
 
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3、 傅里叶变换红外光谱仪
 
傅里叶变换红外光谱仪目前在红外光谱仪中占有主导地位。傅里叶变换红外光谱仪的核心部件是迈克尔逊干涉仪。
 
光源发出的光经准直成为平行光,按45°角入射到分束器上,其中一半强度的光被分束器反射,射向固定镜M2,另一半强度的光透过分束器
 
射向动镜M1。
 
射向固定镜和动镜的光经反射后实际上又会合到了一起,此时已成为具有干涉光特性的相干光,当动镜运动时,就能得到不同光程差的干涉
 
光强。
 
对于一个纯单色光,在动镜连续运动中将得到强度不断变化的余弦干涉波,所以检测器检测到的是样品的干涉图,每个时刻都可得到分析光
 
中全部波长的信息,最后样品的干涉图函数经傅里叶变换后与空白时光源的强度按频率分布的比值即得到样品的红外光谱图。
 
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4、 声光滤光型(AOTF)红外光谱仪
 
声光滤光型红外光谱仪是根据声光衍射原理,采用具有较高的声光品质因素和较低的声衰减的双折射单晶制成的分光器件。
 
AOTF是由双折射晶体、射频辐射源、电声转换器和声波吸收器组成。
 
AOTF型红外光谱仪的显著特点是分光系统中无可移动的部件,扫描速度快,但其分辨率不如色散型和傅里叶变换型红外光谱仪,比较适合用
 
于在线过程分析。
 
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样品池
 
样品池指承载样品的器件。对于液体样品,一般使用玻璃或石英样品池;对于固体样品,可使用积分球或漫反射探头。
 
检测系统
 
红外光谱仪的检测器种类较多,一般短波区域多采用硅检测器,长波区域多采用PbS或InGaAs检测器。
 
下图列出了不同光谱仪在不同波段时采用的光源、分束器、检测器的统计表。
 
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