적외선대역분광기는 주로 물질분자구조를 분석하고 화학성분을 감정하며 물질과 적외선의 상호작용을 연구하는데 사용된다.그 핵심원리는 부동한 파장의 적외선에 대한 물질의 흡수특성을 검측하여 분자진동에네르기급약천의 정성과 정량분석을 실현하는것이다.
물질분자중의 화학키는 진동에너지급이 다름에 따라 부동한 진동주파수를 갖고있는데 홍외복사의 주파수가 분자진동주파수와 일치할 때 분자는 이 주파수의 적외선을 흡수하여 투과된 광속의 상응한 주파수의 빛이 약화된다.이러한 흡수 상황을 측정함으로써 시료의 적외선 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 나아가 시료의 분자 구조와 화학 구성을 분석할 수 있다.
적외선 분광기의 작업 원리는 분자 진동과 회전 에너지 수준의 약진이 적외선에 대한 선택적 흡수에 기초한다.구체적인 절차는 다음과 같다.
적외선 광원: 연속 파장의 적외선을 방출한다.
샘플 흡수: 붉은 외광이 샘플을 통과할 때, 샘플 분자는 특정 파장의 적외선을 흡수하여 분자의 진동 또는 운동에너지의 급약진을 초래한다.
신호 감지: 흡수되지 않은 빛은 단색기를 통해 분광된 후 감지기가 서로 다른 파장광의 강도를 측정한다.
데이터 처리: 데이터 처리 시스템을 통해 감지된 광강도 신호를 샘플의 적외선 흡수 스펙트럼으로 변환합니다.이 스펙트럼은 화학 키 유형, 수량 및 분자 구조 등 분자 중 관능단의 특징 정보를 반영한다.
구조 구성
광원: 안정적인 적외선복사를 제공하는데 흔히 볼수 있는것은 텅스텐등, 듀테륨등과 광열발사원 등이 있으며 일반적으로 중적외선에서 원적외선까지의 주파수대역을 망라할수 있는 넓은 스펙트럼광원을 채용한다.
단색기: 광원에서 나오는 스펙트럼 광선을 분광하여 특정 파장의 빛을 선택적으로 분해하는데, 일반적으로 프리즘이나 래스터를 통해 실현된다.
샘플실: 광로 중간 위치에 위치하여 샘플을 배치하는 데 사용되며, 가스, 액체 및 고체 샘플은 각각 다른 샘플 풀 또는 샘플 프레임을 사용하며, 적외선은 여기에서 샘플과 상호 작용합니다.
탐측기: 견본의 흡수를 거쳐 전달된 광신호를 전자신호로 전환하는데 흔히 열전쌍탐측기, 광전리극관탐측기, 열석전탐측기 등이 있다.
데이터 처리 시스템: 탐지기에서 온 신호를 수집하고 데이터 변환과 분석을 진행하며 푸리엽 변환 등 알고리즘을 통해 시간역 신호를 주파수역 스펙트럼으로 변환하여 적외선 스펙트럼 그래프를 생성한다.