• 本文目录导读：
• 1、什么是傅里叶红外光谱技术
• 2、什么是中红外区间
• 3、ATR 技术在 MIR 区间中的应用
• 4、FTIR 在 MIR 区间中的应用

什么是傅里叶红外光谱技术

傅里叶变换原理被应用于光学和声学等领域，因其高效可靠而广泛使用。在分析化学中，利用这种原理可以对物质的各种信息进行非常准确的表征，并实现对样品成分和结构的检测、鉴定及量化。

傅里叶红外（FTIR）光谱技术就是一种基于这个原理开发出来的新型测试方法。它通过将一束连续近似单色光（通常为全反射式ATR基底体上由内部反射折射）辐照到样品表面并收集反向经过厚度极薄透明晶片后的信号，再运用数码计算机或其他数据处理手段对信号做出快速且准确地推导得到物质特性指标的方法。

与传统变频自然扫描法相比，FTIR克服了时间长、精度差等弊端，在医药、环保、食品安全、材料科学甚至火山喷发预警等诸多领域均得到了广泛应用。

什么是中红外区间

在FTIR技术中，被采集和处理的光信号通常涵盖了整个太赫兹、红外辐射区以及部分可见光谱。其中，红外辐射又可以根据其振动频率和能量势垒大小被划分成3段：近红外（NIR）, 中红外（MIR），远红外(FR)。

其中的“中”指的就是“mid”，也就是介于4000cm-1~400cm-1之间的一段频率范畴，对应着波长12.5~25μm左右，并被称作“Fingerprints Region”。

相比其他两类气体分子特征强烈折曲振动调制效果，MIR 区内大多包括反向振转、拉伸等非完全并安排式群众运动模态。（这里提醒：由于标准库不同且取样方法掌握精度有所差别，在具体测量过程中需要考虑各项因素进行适当调整）

而该区间电磁波长与许多小组织结构或化学键特征长度基本契合，在形变诸如官能团分析、有机化学物和生物大分子标定等很多方面表现出色，故成为FTIR技术的一个重点观测对象。（后文详细叙述）

ATR 技术在 MIR 区间中的应用

全反射式衍射红外光谱传感器对无法分解小至微米级别样品进行快速高通量地批量监测具有独特优势。

但由于MIR区内吸收强度极低并常常与气溶胶、水汽和杂质相混杂，直接检测试剂亦面临一些实际操作上难以规避的问题：如信号噪声比（SNR）过低；仪器本身复杂及显著漏辐射等缺陷；不同基底表层导致所需要数据反差变大。

因此，在完善传统透明介质外壳结构及改进内部释放功能之后，科学家们开始运用非发射ATR技术优化这一流程。该项技术通过将透明染料液泡插入到厚度10μm左右ZnSe晶片增加悬空范畴达到时效突变引起波长改性，并让其与基底相互作用发生透射反演，妥为解决上述局限问题。

此外，ATR技术还可实现对样品无需处理就能进行分析的目标。而选择不同晶体材料和检测波长范围却也成为了整个过程中重要而必须深思熟虑的环节。（后文具体探讨）

FTIR 在 MIR 区间中的应用

1. 合成有机化学物（医药、精细制造业）： 波长4000~1200 cm-1区域内由于群众运动模态丰富强加振动频率复杂多变，获得更高可信度信息时常是至关重要的一步。在红外光谱扫描仪器遍布全球市场之后应该如何辨别出各种错误污染、残留或异质性Molecular 结构单元直接则显得尤为紧迫，并因其简便快捷以及大规模铜头铁臂下极佳输出表现而备受欢迎。

如利用FTIR来查找结构比对；通过软件及数据库库分类鉴定未知有机化合物等方法，在已经成功缩小样本格子前提下不断优化接口设计，建立准确无误的数据判别工具。

2 生物分子性质测量（医药、生态学）：可以对氮、氧等元素参加共价键或所带官能团中势垒高低状态进行检测。而从整体上看，FTIR技术在此领域的优越性主要表现为快速且无需昂贵仪器设备即可获得复杂有机和小分子之间互动力的重要值方程式和信息图谱, 对于疾病诊断、药物筛查及其母题科普提供了极大便利。

3. 环境实验探究与污染追踪（环保、化工）：

红外光谱法还被广泛应用于地球科学各个领域以及全球环境变化监测中

例如通过飞行时间剖面比较反馈出当地二人转模型空气组成余端发展情况；利用Granger因果关系来评估不同抑制液体含沙水样内碳酸盐析出产率并解释天然福尔马滴洛岩盘材料特征；叠加计算确定原位土壤/底栖带场景阶段性光学特征、生物-

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