紅外光譜儀的原理

傅立葉變換紅外（FT-IR）光譜儀是根據(jù)光的相干性原理設計的，因此是一種干涉型光譜儀，它主要由光源，干涉儀，檢測器，計算機和記錄系統(tǒng)組成，大多數(shù)傅立葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜（Michelson）干涉儀，因此實驗測量的原始光譜圖是光源的干涉圖，然后通過計算機對干涉圖進行快速傅立葉變換計算，從而得到以波長或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖，因此，譜圖稱為傅立葉變換紅外光譜，儀器稱為傅立葉變換紅外光譜儀。

紅外分光譜儀選型標準

儀器的選型是搞材料分析的重要工作，參考正確的儀器性能指標，是篩選合適近紅外光譜儀的重要手段。紅外光譜儀選型標準如下：

(1)、儀器波長范圍、準確性、重現(xiàn)性以及光譜的分辨率

近紅外光譜儀中波長范圍、準確性分成兩段：短波近紅外光譜區(qū)域是700～1100 nm，準確性要求高于0.5 nm；長波近紅外光譜區(qū)域是1100～2500 nm，準確性要求高于1.5 nm。一般儀器波長的重現(xiàn)性應好于0.1nm，短波近紅外范圍要求好于0.5nm，長波近紅外范圍好于1.5nm。光譜的分辨率，一般要求儀器的分辨率好于1nm。

(2)、吸光度的噪音、范圍、準確性和重現(xiàn)性

吸光度噪音代表光譜的穩(wěn)定性，噪音越小，穩(wěn)定性越好；吸光度范圍代表光譜動態(tài)范圍，吸光度范圍越大，可測試樣品線性范圍越大；吸光度的準確性越高，測量樣品準確性越高；吸光度的重現(xiàn)性體現(xiàn)為同一樣品測試之間結果的偏差，一般吸光度重現(xiàn)性應在0.001～0.0004A之間。

(3)、儀器的掃描速度、數(shù)據(jù)的采用間隔、基線穩(wěn)定性以及雜散光

基線穩(wěn)定性越好，越容易獲得穩(wěn)定的光譜；采樣間隔是指連續(xù)記錄的兩個光譜信號間的波長差，采樣間隔設計盡量是小于儀器分辨率；一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右；雜散光定義為除要求的分析光外其它到達樣品和檢測器的光量總和，一般要求雜散光小于透過率的0.1％。

(4)、軟件擴展功能

軟件功能既指自身的軟件功能，又指軟件的擴展功能，以滿足實際工作需要為考量指標。

如何衡量和評價紅外光譜性能

信噪比是指樣品吸光度與儀器吸光度噪聲的比值，是評價儀器性能的一個重要指標，儀器吸光度噪聲可通過在一定的測試條件下，在確定的波長范圍內(nèi)對空白相應變化的分析獲得。當在確定的波長范圍內(nèi)對同一樣品進行多次測量時，儀器吸光度噪聲表現(xiàn)為測得的樣品吸光度的標準差。

儀器的噪聲主要取決于儀器光源的穩(wěn)定性、電子系統(tǒng)的噪聲、檢測器產(chǎn)生的噪聲以及環(huán)境影響所產(chǎn)生的噪聲，如電子系統(tǒng)設計不良、儀器接地不良、外界電磁干擾等因素都會使儀器的噪聲增大。

比如，近紅外光譜分析是一門弱信號分析技術，即從一個很強的背景信號中提取出相對較弱的有用信息，得到分析結果，因此信噪比是近紅外光譜儀器非常重要的指標之一，直接影響分析結果的準確度和精準度。