1. 棱鏡和光柵光譜儀
屬于色散型光譜儀,它的單色器為棱鏡或光柵,屬單通道測量,即每次只測量一個窄波段的光譜元。轉(zhuǎn)動棱鏡或光柵,逐點(diǎn)改變其方位后,可測得光源的光譜分布。
隨著信息技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,出現(xiàn)了以多通道測量為特點(diǎn)的新型紅外光譜儀,即在一次測量中,探測器就可同時測出光源中各個光譜元的信息,例如,在哈德曼變換光譜儀中就是在光柵光譜儀的基礎(chǔ)上用編碼模板代替入射或出射狹縫,然后用計(jì)算機(jī)處理探測器所測得的信號。與光柵光譜儀相比,哈德曼變換光譜儀的信噪比要高些。
2. 傅里葉變換紅外光譜儀
它是非色散型的,核心部分是一臺雙光束干涉儀(圖4中虛線框內(nèi)所示),常用的是邁克耳孫干涉儀。當(dāng)動鏡移動時,經(jīng)過干涉儀的兩束相干光間的光程差就改變,探測器所測得的光強(qiáng)也隨之變化,從而得到干涉圖。經(jīng)過傅里葉變換的數(shù)學(xué)運(yùn)算后,就可得到入射光的光譜B(v):
式中I(x)為干涉信號;v為波數(shù);x為兩束光的光程差。
傅里葉變換光譜儀的主要優(yōu)點(diǎn)是:
傅里葉變換紅外光譜儀
①多通道測量使信噪比提高;
②沒有入射和出射狹縫限制,因而光通量高,提高了
儀器的靈敏度;
③以氦、氖激光波長為標(biāo)準(zhǔn),波數(shù)值的精確度可達(dá)0.01厘米;
④增加動鏡移動距離就可使分辨本領(lǐng)提高;
⑤工作波段可從可見區(qū)延伸到毫米區(qū),使遠(yuǎn)紅外光譜的測定得以實(shí)現(xiàn)。
上述各種紅外光譜儀既可測量發(fā)射光譜,又可測量吸收或反射光譜。當(dāng)測量發(fā)射光譜時,以樣品本身為光源;測量吸收或反射光譜時,用鹵鎢燈、能斯脫燈、硅碳棒、高壓汞燈(用于遠(yuǎn)紅外區(qū))為光源。所用探測器主要有熱探測器和光電探測器,前者有高萊池、熱電偶、硫酸三甘肽、氘化硫酸三甘肽等;后者有碲鎘汞、硫化鉛、銻化銦等。常用的窗片材料有氯化鈉、溴化鉀、氟化鋇、氟化鋰、氟化鈣,它們適用于近、中紅外區(qū)。在遠(yuǎn)紅外區(qū)可用聚乙烯片或聚酯薄膜。此外,還常用金屬鍍膜反射鏡代替透鏡。