傅里叶变换光谱仪的原理与应用

一，傅里叶变换光谱仪概述

1.1 什么是FTIR？

傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer）是基于干涉原理和傅里叶变换的红外光谱仪：

FTIR核心原理：
光源 → 干涉仪 → 样品 → 探测器
                ↓
           干涉图
                ↓
          傅里叶变换
                ↓
           红外光谱

1.2 FTIR vs 色散型红外

二，迈克尔逊干涉仪原理

2.1 干涉图产生

干涉图产生：
I(x) = integral B(v)cos(2pivx)dv

I(x)：干涉强度
x：光程差
v：波数
B(v)：光谱辐亮度

当光程差为零时：
→ 所有波长同相位
→ 干涉图中心出现峰值

三，傅里叶变换原理

3.1 从干涉图到光谱

傅里叶变换：
B(v) = integral I(x)cos(2pivx)dx

逆变换：
I(x) = integral B(v)cos(2pivx)dv

计算方法：
- 快速傅里叶变换(FFT)
- 数字信号处理
- 计算机运算

3.2 分辨率与光程差

分辨率关系：
Delta sigma = 1/L

Delta sigma：分辨率（波数）
L：最大光程差

例：
L = 1cm → Delta sigma = 1 cm^-1
L = 10cm → Delta sigma = 0.1 cm^-1

四，FTIR的特点

4.1 雅敏优点

高通量优点：
- 无狭缝限制（圆孔光阑）
- 光通量比色散型高数倍
- 灵敏度大幅提高

原因：
- 圆孔 vs 狭缝
- 面积比可达100:1

五，FTIR的应用领域

5.1 化学分析

有机化合物鉴定：
- 官能团分析
- 结构确认
- 纯度检验

特点：
- 样品形态多样
- 信息丰富
- 快速无损

5.2 药品质量控制

药品分析应用：
- 原料鉴定
- 制剂分析
- 过程监控
- 假药识别

符合药典要求：
- USP/NF/FCC
- EP/BP
- ChP

六，样品制备

6.1 透射法

溴化钾压片法：
1. 样品与KBr混合（1-2%）
2. 研磨均匀
3. 压片（8-10吨）
4. 测量透射光谱

特点：
- 高灵敏度
- 定量准确
- KBr需干燥

6.2 衰减全反射（ATR）

ATR附件：
- 金刚石晶体
- ZnSe晶体
- Ge晶体

特点：
- 无需制样
- 快速简便
- 适合液体、固体
- 接触测量

七，总结

傅里叶变换光谱仪是现代分析的重要工具：

作为专业的光谱仪生产厂家，辰昶仪器（choptics.com）提供全面的红外光谱检测产品和解决方案。

整理日期：2026年6月 | 来源：choptics.com