적외선 분광기의 설계는 일반적으로 광학 시스템, 제어 시스템 및 신호 및 데이터 처리 시스템으로 나눌 수 있다.

광학 시스템

적외선 분광기의 광학 시스템은 주로 광원, 분광 시스템, 검측기 세 부분으로 구성되며, 그 외에 광맹, 반사경 등 부품도 있다.

1. 적외선 광원

적외선광원은 필요에 따라 일정한 파장범위의 련속적인 적외선을 제공할수 있는데 일반적으로 중적외선에 필요한 파장범위는 2.5~25μm이고 근적외선에 필요한 파장범위는 0.8~2.5μm이다.초기의 적외선 광원은 Nernst Glower (Nernst Glower) 를 사용했는데, 지금은 기본적으로 안정성이 높은 실리콘 탄소 막대 (Globar) 를 중적외선 광원으로 사용한다.근적외선 광원은 일반적으로 텅스텐 램프를 사용하며 0.8~2.5 μm를 커버 할 수 있습니다.

2. 분광 시스템

분광시스템은 적외선분광기의 핵심이다. 우리는 뉴턴이 프리즘을 채용하여 태양빛을 붉은색, 주황색, 록색, 남색, 남색의 무지개띠로 나누었다는것을 알고있다. 초기의 적외선기구는 프리즘을 리용하여 분광하였는데 지금은 기본적으로 자취를 감추었고 대부분 사람들은 보지 못했다.후면에는 래스터 분광을 사용하여 반사 래스터를 이용하여 빛을 파장에 따라 분리하는데, 지금은 상대적으로 적게 사용되고 있으며, 일반적으로 특정 분야에서 래스터형 적외선 기기를 볼 수 있다.위의 두 가지 유형의 분광기는 색산형 적외선 분광기라고 부른다.

현재 우리가 흔히 볼 수 있는 적외선 분광기는 일반적으로 푸리엽 변환 적외선 분광기 (FTIR) 라고 하는데, 그 비교 색산형 적외선 분광기는 스캐닝 속도가 빠르고, 신호 잡음비가 높으며, 해상도가 더 높은 장점을 가지고 있으며, 현재 주류를 이루고 있는 적외선 분광기이다.그 핵심은 마이클슨 간섭기로 정경, 동경, 분속기로 구성되어 간섭광 신호를 발생시킨다.분속기는 빛을 두 부분으로 나누는 반투반반의 적외선 광학 재료이다.렌즈 동작의 거리는 해상도를 결정하고 동작의 속도는 샘플링 속도를 결정합니다.

3. 검출기

검출기는 적외선 신호를 수신하는 데 사용되며, 이를 전기 신호로 변환할 수 있다.흔히 볼 수 있는 유형은 열분해전기검사기 (DTGS) 로 실온에서 작동하며 일반적인 테스트를 만족시킬 수 있다.약한 신호를 감지하기 위해 액체 질소 냉각 (77K) 이 필요한 고감도 텔루륨 카드뮴 수은 (MCT) 검출기도 있다.이상은 중적외선에서 흔히 볼수 있는 검측기로서 근적외선은 일반적으로 전기로 랭동하는 인듐갈륨비소검측기를 사용한다.

위의 세 부분은 광원이 적외선을 생성하여 분광 시스템에 들어가 변조된 다음 검출기에 들어가는 것이다.실제로 사용할 때 우리는 빛의 강도를 조절해야 하는데, 일반적으로 광원과 분광 시스템 사이에 광맹을 증가시켜 실현한다.

제어 시스템

제어 시스템은 주로 전자 시스템을 통해 광원 전력 공급과 광맹 크기, 스캐닝 속도 및 검측기 신호의 수신을 제어한다. 예를 들어 푸리엽형 적외선 스펙트럼은 우리가 소프트웨어에서 간섭기의 운행 속도와 광맹의 크기를 조절할 수 있다.또한 여러 개의 검출기나 광원이 장착된 것과 같은 다양한 기기의 구성은 시스템을 제어하여 자동으로 전환할 수 있습니다.

데이터 처리 시스템

데이터 처리 시스템은 검출기가 수신한 신호를 최종 적외선 스펙트럼으로 변환하는 것으로 신호 처리 단위, 컴퓨터, 소프트웨어를 포함한다.검출기가 수신한 신호는 신호 처리 단위를 통해 증폭-필터-디지털화된다.푸리엽 변환 적외선 분광기 디지털화 초보 신호는 간섭도이며, 진일보한 푸리엽에 의해 단일 채널 분광도로 변환된다.소프트웨어 처리를 통해 우리가 필요로 하는 적외선 흡수, 투과, 반사 등 적외선 스펙트럼을 얻을 수 있다.