傅里叶变换简介

在深入探讨傅里叶红外光谱图之前，我们需要先了解一下“傅里叶变换”这个概念。简单地说，傅里叶变换可以将一个复杂的波形分解成若干个简单的正弦波。它将时域信号转化为频域表示，以此更好地提取出其中不同频率成分所占比例和特性。

什么是傅里叶红外光谱图？

而随着科技发展与人们对更加精细、高效、准确化学分析方法需求上涨，科研工作者应运而生发明了利用FTIR技术进行物质本身结构表征-即著名的“Fourier Transform Infrared Spectroscopy（FTIR）”,也称作“Fourier Transform IR Spectroscopy（FTIRS）”。

通过记录样品中被吸收或透射过来的不同波长范围内自然产生或经过干预后产生近红外辐射光对其量子能级间跃迁的吸收反应，傅里叶红外光谱图绘制了样品在不同波数下的一些特征振动情况和称作“指纹图谱”的结构信息。换而言之，激发出来的分子运动会导致它们共振于相应的特定辐射频率并表现为可检测信号。这个过程像扭曲弦上所有可能音高单独吟唱时产生出符合声音整体鼓掌效果。

傅里叶红外光谱图的原理

FTIR技术中有四个基本步骤：源、采集器、干涉仪和检测器化学成份几何构型与其物理性质相关连，在实验前需考虑选择合适探针及感应方式，其中用以照亮样品并向它发送电磁辐射信号（通常是近红外光）所使用的内部白色或夜明珠球体就被称为“源”。当然每款设备都可以根据具体需求自由选择多种类型来源比如校正传递率等。（注：一般被分析物需要经过盖气印制片压力技术处理后放入样品舱内再进行分析）。

随着光线照射到被检测的物质上，部分近红外辐射会被吸收掉。那么剩下的能量将会穿过干涉仪中的衰减器并落在一个称作“Goldberg mirror”的反射器上，由此两束不同波长范围的光组成相互影响而形成一条个数众多、走势复杂却总体呈现出”起伏山峦式曲线图像”的拉曼或震动谱。把它们输入到四叶草征（Fourier Transform）干涉仪中记录下来，并采用快速傅里叶变换算法将其转化为频域信号后就可以得到FTIR谱图了。

这种用于材料科学和生物医药领域等实验研究工作需求非常广泛且绝大多数人都不可避免地接触过甚至使用过，在日常工业现场也有重要应用价值。同时利用FTIR还可以对某些功能性群发生缺损或改变时如何从振动模式角度考察结构及相关特性进行深入研究。

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