近红外傅立叶变换与偏振干涉仪原理.PDFVIP

近红外傅立叶变换与偏振干涉仪原理 邓德文* （瑞士步琪 Buchi ）实验室仪器公司中国市场部，上海，200030 ） 要：本文简要阐述了近红外傅立叶变换的原理、传统迈克尔逊干涉仪的优势、缺点和人们对迈克尔逊 干涉仪的改进、偏振干涉仪的原理、优点及其启示。 关键词：偏振干涉仪，傅立叶变换，迈克尔逊干涉仪，近红外 随着科技的发展，近红外光谱仪已逐渐成为一种常规的实验室检测仪器，其便捷、快 速、无污染和多功能的特点，使它成为常规分析测试的宠儿。傅立叶变换光谱仪由于其快速、 可靠、方法不受仪器约束的特点已成为近红外光谱仪的主流。在这种背景下，本文讲述了傅 立叶变换的简单原理、专家们对传统迈克尔逊干 仪的改进以及近红外傅立叶变换干 仪的 必威体育精装版发展，以期增加人们对近红外光谱仪的了解。 1 傅立叶变换原理 近红外光谱是由一系列近红外波长（或频率）与其对应光信号强度（吸光度、透过率、 反射率等）值构成的点所组成的曲线。每一波长的光的信号强度都可对应一个可逆的傅立叶 变换的正弦或余弦曲线，如图1 所示。 FT FFT 度 强 频率 光程差 FT FFT 图1 傅立叶变换原理示意图 把所有波长的正弦曲线叠加起来，就得到一个干涉图。干涉图经过傅立叶逆变换，还可 以返回得到光谱图。简单地说，能得到近红外的干涉图，就能得到相应的近红外谱图。傅立 叶变换是利用干 仪调制光源出来的连续光，得到叠加的干 谱图，经过傅立叶逆变换得到 近红外谱图。下面是传统迈克尔逊干 仪的简要工作原理 （图2 ）。 *作者简介： 德文，男，2001 年上海水产大学食品工学硕士毕业。现工作于瑞士步琪 （Buchi ）实验室仪 器公司中国市场部，从事近红外产品的应用支持工作。E-mail：deng.d@ 。 227 L S δ D X2 B/S X 1 M F D 图2 迈克儿逊干涉仪原理示意图 从近红外光源S 和激光L 发出的光经分束器B/S 后，一半的光透过到达定镜F，在定镜 处反射回分束器，四分之一的光透过分束器回光源，四分之一的光经分束反射后向检测器方 向传播；另一半的光被分束器反射至动镜 M ，在动镜处再次反射回分束器，四分之一的光 被分束器反射回光源，四分之一的光透过分束器向检测器方向传播。两束向检测器方向传播 的光会合后因光程不同而存在相位差，产生干 ，检测器D 和D （激光检测器）检测到的 都是干 信号。 以激光（波长为λ）为例：当动镜与定镜到分束器的距离（X2,X1 ）相等时，即X2-X 1=0 ， 光程差也为0，两束光的信号相增叠加，检测器信号最大；当它们的距离差等于1/4 波长λ 时，光程差为λ/2 ，两束光的信号相消叠加，检测器信号最小。当距离差为任意值时，我们 可以用公式 （1）来表示检测器检测到信号I （I0 为入射光强度）的变化规率： I 4π(X -X ) I 0 [1 cos 2 1 ]