傅里葉變換紅外光譜儀：基于干涉原理和傅里葉變換數學方法的分析儀器

閱讀：603 發布時間：2026-5-15

　　‌傅里葉變換紅外光譜儀‌(FTIR)是一種基于干涉原理和傅里葉變換數學方法的分析儀器，用于物質的定性與定量分析，廣泛應用于化學、材料科學、生物醫藥、環境監測等領域。

　　它通過邁克爾遜干涉儀產生干涉圖，再由計算機進行傅里葉變換，將時域信號轉換為頻域光譜，從而獲得樣品的紅外吸收光譜。相比傳統色散型光譜儀，FTIR具有‌高分辨率‌、‌高靈敏度‌、‌快速掃描‌和‌高波數精度‌等優勢。

　　傅里葉變換紅外光譜儀的核心邏輯，根植于分子振動與紅外光吸收的基礎原理。世間所有物質均由分子構成，而分子內部的化學鍵始終處于伸縮、彎曲、搖擺的振動狀態。當特定波長的紅外光照射樣品時，分子會選擇性吸收與自身振動頻率匹配的紅外輻射，其余光波則穿透或反射出去。不同物質的化學鍵組合、分子構型都不一樣，所形成的紅外吸收光譜也具備不一樣的特征，如同每個人的指紋一般，這便是紅外光譜實現物質定性、定量分析的根本依據。

　　從儀器構造來看，整套設備由紅外光源、邁克爾遜干涉儀、樣品室、檢測器、數據處理系統五大核心模塊構成，各司其職又精密協同。紅外光源作為能量源頭，常用硅碳棒、能斯特燈等器件，輸出穩定且覆蓋中紅外主流波段的輻射光；邁克爾遜干涉儀是儀器的心臟部件，依靠分束器將光束一分為二，分別射向固定反射鏡與勻速移動的動鏡，通過動鏡位移產生光程差，形成規律的干涉光波；隨后干涉光穿過樣品室與待測物質相互作用，攜帶樣品分子特征信息的光束抵達檢測器；檢測器將光信號轉化為電信號，后經由計算機通過傅里葉變換算法，把時域干涉圖轉換為直觀的波數 - 吸光度紅外光譜圖，完成整個檢測流程。

　　相較于傳統色散型紅外光譜儀，傅里葉變換紅外光譜儀擁有重要的技術優勢。其一為高光通量特性，無狹縫光路設計大幅提升紅外光利用率，檢測信噪比更高，可適配微量、痕量樣品分析；其二是掃描速度極快，短短數秒即可完成全波段光譜采集，既能滿足常規靜態檢測，也可適配熱重 - 紅外、氣相色譜 - 紅外等聯用技術，實現化學反應動態過程實時監測；其三具備高分辨率與高波數精度，分辨率可達 0.1 cm?¹ 級別，波數誤差小，能夠準確區分結構相近的同分異構體；此外，儀器光譜覆蓋范圍廣，可兼容近紅外、中紅外、遠紅外波段檢測，適配固體、液體、氣體全形態樣品。

傅里葉變換紅外光譜儀：基于干涉原理和傅里葉變換數學方法的分析儀器

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