在做FTIR測試時，科學(xué)指南針在與很多同學(xué)溝通中了解到，好多同學(xué)對IR不太了解，針對此，科學(xué)指南針平臺團(tuán)隊組織相關(guān)同事對網(wǎng)上海量知識進(jìn)行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們;

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紅外光譜儀的組成基本相同，由光源、樣品室、單色器以及檢測器等，紅外光譜的主要組成如下：

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(1)光源

紅外光譜儀的光源通常是惰性固體，用電加熱使之發(fā)射高強(qiáng)度的連續(xù)的紅外輻射。常用的是能斯特?zé)艉凸杼及?。能斯特?zé)舻牟牧鲜窍⊥裂趸?氧化鋯或氧化釷)并加工成圓筒狀，兩端連接鉑引線，其工作溫度為1700 oC。此種光源具有很大的電阻負(fù)溫度系數(shù)，需要預(yù)先加熱并設(shè)計電源電路控制電流強(qiáng)度，以免燈過熱損壞。缺點(diǎn)是比硅碳棒貴，機(jī)械強(qiáng)度差，操作不如硅碳棒方便。硅碳棒是由碳化硅燒結(jié)而成，堅固、發(fā)光面積大，在室溫下是導(dǎo)體，工作前不需要預(yù)熱，工作溫度1300-1500 K。與能斯特?zé)粝喾?，碳化硅棒具有正的電阻溫度系?shù)，電觸點(diǎn)需水冷以防放電。其輻射能量與能斯特?zé)艚咏?，但?gt;2000 cm–1區(qū)域能量輸出遠(yuǎn)大于能斯特?zé)簟?/p>

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(2)樣品池

因玻璃、石英等材料不能透過紅外光，紅外吸收池要用可透過紅外光的NaCl、KBr、CsI等材料制成的窗片。用NaCl、KBr、CsI等窗片需要注意防潮。固體試樣常與純KBr混勻壓片，然后采用粉末試樣壓片外直接進(jìn)行測試。液體和氣體樣品，一般需要液體池和氣體池進(jìn)行紅外光譜的采集。

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(3)單色器

單色器由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。色散元件常用光柵作為分光元件。由于閃耀光柵存在次級光譜的干擾，因此需要將濾光片分離次級光譜。在紅外儀器中一般不使用透鏡，以避免產(chǎn)生色差。

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(4)檢測器

紅外檢測器有熱檢測器、熱電檢測器和光電導(dǎo)檢測器三種。第一種用于色散型儀器中，后兩種多用于在傅立葉紅外光譜儀。

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1)熱檢測器：

熱檢測器依據(jù)的是熱效應(yīng)，輻射被小的黑體吸收后，黑體溫度升高，測量升高的溫度可檢測紅外吸收。以熱檢測器檢測紅外輻射時，最主要的是要防止周圍環(huán)境的熱噪聲。熱檢測器最常見的是熱電偶。將兩片金屬熔融到另一不同金屬的兩端，出現(xiàn)兩個連接點(diǎn)，兩接觸點(diǎn)的電位隨溫度變化而變化。檢測端接點(diǎn)做成黑色置于真空艙內(nèi)，有一個窗口對紅外光透明，則兩接點(diǎn)間產(chǎn)生溫差。熱電偶可檢測10-6 K的溫度變化。

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2)熱電檢測器：

熱電檢測器使用特殊熱電性質(zhì)的絕緣體，一般采用熱電材料的單晶片，在電場中放置的絕緣體會產(chǎn)生極化，極化度與介電常數(shù)成正比，移去電場，誘導(dǎo)的極化作用也隨之消失。但熱電材料即使移去電場，其極化也并不立即消失，極化強(qiáng)度與溫度有關(guān)。當(dāng)輻射照射時，溫度會發(fā)生變化，從而影響晶體的電荷分布，這種變化可以被檢測。熱電檢測器通常是三明治狀。將熱電材料晶體夾在兩片電極間，一個電極是紅外透明的，容許輻射照射。輻射照射引起溫度變化，從而晶體電荷分布發(fā)生變化，通過外部連接的電路可以測量。電流的大小與晶體的表面積、極化度隨溫度變化的速率成正比。熱電檢測器的響應(yīng)速率很快，可以跟蹤干涉儀隨時間的變化，多用于傅立葉變換紅外光譜儀。

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3)光電導(dǎo)檢測器：

光電導(dǎo)檢測器采用半導(dǎo)體材料薄膜，將其置于非導(dǎo)電的玻璃表面密閉于真空艙內(nèi)，吸收輻射后非導(dǎo)電性的價電子躍遷至高能量的導(dǎo)電帶，從而降低半導(dǎo)體的電阻，產(chǎn)生信號。

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