在分析化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域，有一種*的工具能“看見”分子的振動，從而揭示物質(zhì)的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)信息。傅立葉變換紅外光譜儀的核心奧秘，在于巧妙運用了干涉測量與數(shù)學(xué)變換的原理。
 

　　傳統(tǒng)色散型紅外光譜儀使用棱鏡或光柵將復(fù)合紅外光按波長分開進(jìn)行測量，而現(xiàn)代主流技術(shù)則采用了截然不同的路徑。其核心部件是邁克爾遜干涉儀。儀器工作時，光源發(fā)出的寬帶紅外光被分束器分為兩束：一束射向固定反射鏡，另一束射向可精密移動的動鏡。兩束光反射回來重新匯合時，由于光程差的存在會發(fā)生干涉，形成包含所有入射光頻率信息的干涉信號，即干涉圖。這個干涉圖是光強隨時間(對應(yīng)動鏡移動距離)變化的函數(shù)。探測器接收到的正是這個時域干涉圖。隨后，通過計算機對該干涉圖執(zhí)行一種特定的數(shù)學(xué)逆變換——即傅里葉變換，便能將其解碼為我們熟悉的頻域圖譜，也就是縱坐標(biāo)為透射率或吸光度、橫坐標(biāo)為波數(shù)或波長的紅外光譜圖。這個過程，正是其名稱的由來。
 

　　這種基于干涉與變換的技術(shù)路徑，帶來了多方面的較為明顯優(yōu)勢。通常，傅立葉變換紅外光譜儀具備較高的信噪比與測量速度。由于干涉儀在一次掃描中就能獲取所有頻率的光信號(多路傳輸優(yōu)點)，且通光量大(高通量優(yōu)點)，使得它在短時間內(nèi)便能完成高信噪比的測量，非常適合動態(tài)過程研究或與色譜聯(lián)用。此外，其波長精度和分辨率高。動鏡的移動由激光干涉較為準(zhǔn)確控制，波數(shù)精度可達(dá)0.01 cm，且分辨率可根據(jù)需要靈活調(diào)整。再者，其光譜范圍寬，通過更換光源、分束器和探測器，可以方便地覆蓋從遠(yuǎn)紅外到近紅外的廣闊區(qū)域。
 

　　此外，該技術(shù)還具有穩(wěn)定性好、雜散光影響小等優(yōu)點。正因如此，這種儀器已成為化學(xué)鑒定、材料分析、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學(xué)研究中較為重要的設(shè)備。傅立葉變換紅外光譜儀通過解讀物質(zhì)特殊的紅外“指紋”，幫助我們不斷探索微觀世界的奧秘。