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傅里叶光谱仪.ppt
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1、傅里叶光谱仪主讲人 吴琦.主要内容傅里叶光谱仪简介傅里叶光谱仪的原理傅里叶光谱仪的特点傅里叶光谱仪的应用傅里叶光谱仪的未来展望.一 傅里叶光谱仪介绍光谱仪 利用色散元件和光学系统将光源发射的复合光按利用色散元件和光学系统将光源发射的复合光按波长排列,并用适当的接收器接收不同波长的光辐射波长排列,并用适当的接收器接收不同波长的光辐射的仪器的仪器。按分光原理,可分为两大类:按分光原理,可分为两大类:色散型色散型和和干涉型干涉型。色散型仪器,按分光元件不同,又分为色散型仪器,按分光元件不同,又分为棱镜式棱镜式和和光栅光栅式红外分光光度计式红外分光光度计;干涉型红外光谱仪又称为干涉型红外光谱仪又称为傅
2、里叶变换红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)。)。.棱镜式色散型光谱仪棱镜式色散型光谱仪第一代是最早使用的棱镜式色散型光谱仪棱镜式色散型光谱仪,分辨率低,对温度、湿度敏感,对环境要求苛刻。.光栅型色散式光谱仪光栅型色散式光谱仪第二代光栅型色散式光谱仪光栅型色散式光谱仪,由于采用先进的光栅刻制和复制技术,提高了仪器的分辨率,拓宽了测量波段,降低了环境要求。.傅立叶变换红外光谱仪傅立叶变换红外光谱仪现在常用的傅立叶变换红外光谱仪(现在常用的傅立叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spetrophotometer,简称,简称FTIR),具有宽的测量范围、高测
3、量精度、高分辨率以及快的测量速度。.FTIR光谱仪由光学系统,电子电路,计算机数据处理、接口和显示系统等部分组成。光学系统包括:主干涉仪和激光干涉仪、白光干涉仪、光源、检测器以及各村红外反射镜组成.二 傅里叶光谱仪原理傅里叶光谱仪主要由光学测量部分和计算部分组成。如图所示.光学测量部分光谱仪的光学测量部分大多为迈克尔逊干涉仪,如图它由互成直角的两块平面反射M1、M2以及与M1、M2分别成45度角的分光器B和补偿器C所构成.光学测量过程 光源S发射的光由分光器分为相等两部分:光束1和光束2.光束1反射可移动反射镜M1,经过分光器和补偿器到探测器D。另一束光由固定反射镜M2反射回来,最后在D处与光
4、束1会合。当两束光达到D时,其光程差将随可移动反射镜M1运动而周期变化.基于光的相干原理,在探测器D处得到的是一个强度变化为余弦形式的信号。在连续改变光程的同时,记录下中央干涉条纹的光强变化,就得到干涉图。.计算部分对于双光束干涉仪,设入射的单色光,波数为0 ,光强为S(0),则在干涉图的某一点的光强为:其中x为两相干光束的光程差。如果入射为多色光,并且在光谱间隔(,+d)内的光强为S()d,则在干涉图某点处(,+d)间隔内的光强为:(1).在干涉图某点的总光强为:当光程差x=0时,总光强为:所以(2)式可以写出:即干涉图函数f(x)是光源光谱分布函数S()的傅里叶余弦变换。(2)(3)(4)
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