紅外波段光譜儀主要用于分析物質分子結構、鑒定化學成分及研究物質與紅外光相互作用。其核心原理是通過檢測物質對不同波長紅外光的吸收特性，實現分子振動能級躍遷的定性與定量分析。
物質分子中的化學鍵由于震動能級不同，具有不同的振動頻率，當紅外輻射的頻率與分子振動頻率相匹配時，分子就會吸收該頻率的紅外光，導致透過的光束中相應頻率的光被減弱。通過測量這種吸收情況，就可以得到樣品的紅外光譜，進而分析出樣品的分子結構和化學組成。
紅外光譜儀的工作原理基于分子振動和轉動能級躍遷對紅外光的選擇性吸收。具體過程如下：
紅外光源：發(fā)出連續(xù)波長的紅外光。
樣品吸收：當紅外光通過樣品時，樣品分子吸收特定波長的紅外光，導致分子振動或轉動能級躍遷。
信號檢測：未被吸收的光經單色器分光后，由檢測器檢測不同波長光的強度。
數據處理：通過數據處理系統(tǒng)，將檢測到的光強度信號轉化為樣品的紅外吸收光譜。該光譜反映了分子中官能團的特征信息，如化學鍵類型、數量及分子結構等。
結構組成
光源：負責提供穩(wěn)定的紅外輻射，常見的有鎢燈、氘燈和光熱發(fā)射源等，通常采用能覆蓋中紅外到遠紅外波段的寬譜光源。
單色器：將光源發(fā)出的寬譜光進行分光，選擇性地分解出特定波長的光，一般通過棱鏡或光柵實現。
樣品室：位于光路中間位置，用于放置樣品，氣體、液體和固體樣品分別采用不同的樣品池或樣品架，紅外光在此與樣品發(fā)生相互作用。
探測器：將經過樣品吸收后傳遞到的光信號轉換為電子信號，常見的有熱電偶探測器、光電二極管探測器、熱釋電探測器等。
數據處理系統(tǒng)：采集來自探測器的信號，并進行數據轉換和分析，通過傅里葉變換等算法將時間域信號轉換為頻率域光譜，生成紅外光譜圖。
