傅里叶变换红外光谱仪的新技术模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。傅里叶变换红外光谱仪的新技术动镜驱动方式迈克尔逊干涉仪是傅里叶变换红外光谱仪的核心组成部件,其由干涉仪、动镜和定镜组成。在红外数据的采集过程中,动镜必须保持直线进行往复运动,并在移动过程中同FTIR的干涉仪内部的光轴保持非常高的精度。使用机械轴承和空气轴承的直接式的动镜驱动系统能够达到这一目的。灵活连接系统(FJS)是新出现的设计,有优秀的稳定性和精度,而且造价低廉。空气轴承优点:使用非接触的结构,能够达到非常好的平滑度,并进行高精度控制,从而能够保持长时间的良好工作状态。缺点:需要使用干燥空气,价格昂贵,而且造成了维护非常繁琐。机械轴承优点:便宜。缺点:使用转动轴承驱动。连接部分在长时间使用后发生磨损,造成精度的下降。灵活连接系统(FlexibleJointSystem,FJS)优点:使用平行四边形的连接结构。由于使用了非接触的结构,从而能够保持动镜驱动实现长时间的平滑、线性的操作。如图1所示,FJS系统采用了平行四边形的结构。动镜连接在连接部上,连接部经过平行四边形的两个侧板同顶部连接,顶部是固定的。平行四边形的四个角是经过薄膜连接,能够自由弯曲。薄膜采用特殊材料,能够重复的弯折,保证了动镜驱动的长期稳定性。由于这些设计,动镜和连接部在运动过程中能够一直保持同顶部的平行,使非接触的线性平滑直线移动成为可能。图1.FJS结构示意图角反射镜也被设计用来将入射的反射光按照原光路返回。这个结构简单,而且具有较强的抗振动性能。当反射镜在其直角位置产生了角度的偏差时,如图2a,该结构不会产生光路的偏差。可是,如果反射镜本身产生平移,则光路会发生偏差,如图2b。当角反射镜采用轴承驱动时,轴承位置的微小变化将不可避免的造成光路的偏差。而且,仪器开关等造成的热变化的也会影响光路。当光束关闭,光量改变,100%透过率线会低于基线,这在高波数范围内影响更加明显。图2.角反射镜设计a.转动修正b.平行移动修正动态校准系统FTIR中的干涉现象非常微妙,为了保证干涉仪在数据采集过程中的稳定性,需要非常精密的校正。几秒的角度偏差都是不可容忍的。由于动镜移动过程中会产生微小的偏差,为了保证干涉的最佳状态,需要持续监控并动态校准干涉仪工作状态。现代的FTIR采用He-Ne激光器。其发出的光,同红外光一样,经过干涉仪,并经过一系列的光电二极管接收记录干涉状态。当发现干涉状态下降时,会计算偏差的程度,并反馈相应的电信号给控制压电元件,控制定镜的角度,从而达到最佳的干涉状态。反馈的频率非常高,已经能够高达几千次每秒。图3.动态校准系统示意图检测器的发展DLATGS(DeuteratedL-AlanineTriglycineSulfate,氘化L-丙氨酸硫酸三苷肽)是一种新型的高灵敏度热电检测器,它是在DTGS(DeuteratedTriglycineSulfate氘化硫酸三苷肽)中掺加了0.1%L-Alanine(L-丙氨酸)。热电材料在感受到的热量时会产生自极化,从而产生电荷,称为热电效应。热电效应同温度有关,在居里温度时,其热电系数最大,灵敏度最高;超过居里温度,热电效应消失,检测器被破坏。DLATGS的居里温度是61℃。新型的仪器,如岛津的IRPrestige-21和IRAffinity-1都采用了有温控单元的DLATGS检测器,保证了检测的高灵敏度和稳定性。MCT检测器是一种量子检测器。MCT是mercurycadmiumtelluride的英文缩写。采用HYPERLINK""\t"_blank"Hg-HYPERLINK""\t"_blank"Cd-HYPERLINK""\t"_blank"TeHYPERLINK""\t"_blank"半导体材料HYPERLINK""\t"_blank"薄膜,又称光电导检测器。HYPERLINK""\t"_blank"吸收HYPERLINK""\t"_blank"辐射后非导电性的HYPERLINK""\t"_blank"价电子HYPERLINK""\t"_blank"跃迁至高能量的导电带,从而降低了HYPERLINK""\t"_blank"半导体的HYPERLINK""\t"_blank"电阻,产生HYPERLINK""\t"_blank"信号。该检测器用于中红外及HYPERLINK""\t"_blank"远红外区,需冷至HYPERLINK""\t"_blank"液氮温度(77K)以降低HYPERLINK""\t"_blank"噪声。这种检测器比热电检测器灵敏,是唯一能够在中红外进行检测的量子检测器。InSb也是量子检测器,用在近红外分析中。同热电检测器相比,MCT检测器