분산형과 푸리에 변환형(FTIR)의 적외 분광 광도계의 차이적외 분광 광도계에는 광학계의 차이에 따라 분산형과 FTIR의 2종류가 존재합니다.
분산형은 시료를 투과한 후의 빛을 회절 격자에 의해 분산시켜, 각 파장을 순차 검출기로 검출하는 것입니다. 일반적으로는 더블 빔 방식으로 되어 있어 실시간으로 배경 보정합니다.
FTIR의 기초 | FTIR의 원리
FTIR은 간섭계를 사용하여 비 분산으로 전체 파장을 동시에 감지합니다. 그런 다음 컴퓨터에서 푸리에 변환을 수행하고 각 파장 성분을 계산합니다.
역사로서는 분산형이 낡아, 일본에서는, 일본 분광의 전신인 도쿄 교육 대학 광학 연구소 시대, 1954년부터 제조, 판매하고 있습니다. 한편 FTIR은 1982년부터 제조, 판매하고 있습니다. 현재 주류는 FTIR입니다.
FTIR의 원리FTIR에서 사용하는 푸리에 분광법은 2광속 간섭계를 분광에 이용한 것의 총칭입니다. 구성으로는 반투경과 2장의 반사경(1장은 고정, 1장은 가동)이 됩니다. 광원으로부터의 광은 평행 광속으로 간섭계로 이어지고, 반투경에 경사 입사되어 투과광과 반사광의 2개의 광속으로 분할된다.
두 개의 광속은 고정 거울과 이동 거울에서 반사되어 반투경으로 되돌아가 다시 합성되어 간섭 파를 생성 할 수 있습니다.
동경의 위치(광로차)에 의해 다른 빛의 간섭파를 얻을 수 있어 각 위치에 있어서의 간섭파의 신호 강도로부터 계산으로, 각 파수 성분의 빛의 강도로 분리할 수 있습니다.
이 계산은 푸리에 변환이며 컴퓨터에서 빠르게 처리할 수 있습니다. 즉, 회절 격자 대신에 간섭파를 계산으로 분광하고 적외선 스펙트럼을 측정하는 장치가 FTIR입니다.FTIR 이동 거울의 역할
투과 스펙트럼을 얻을 때까지FTIR은 일반적으로 단일 빔 측정입니다. 이 때문에, 시료실에 시료가 있는 상태와 시료가 없는 상태(배경)의 2개의 측정으로부터 시료의 투과 스펙트럼을 얻습니다.
샘플과 배경 모두 결과 인터페로그램을 푸리에 변환하여 단일 빔 스펙트럼 (SB)을 얻습니다. 투과 스펙트럼은 이하의 식에 의해 산출합니다.
(시료의 SB) / (배경의 SB) × 100 = 투과 스펙트럼 투과
스펙트럼에서는 각 소자의 에너지 특성과 H2O, CO2 의 흡수가 취소됩니다.FTIR 처리 흐름 FTIR의 장점분산형에 비해 FTIR의 메리트로서, 이하의 4점을 들 수 있습니다.
①다파장 동시 검출
FTIR은 이동경을 움직이는 것만으로 IR 스펙트럼을 측정할 수 있습니다. 분산형과 같이 회절 격자를 움직여 파장을 스캔할 필요가 없고, 고속으로 측정을 할 수 있습니다. 검체수가 많은 측정이나 적산을 많이 걸어 노이즈를 줄이고 싶은 경우 등에 유효합니다. 또한 여러 파장을 동시에 측정할 수 있기 때문에 각 파장에서 시간 차이가 발생하지 않는다는 장점도 있습니다. 시간 변화에 따른 시료의 상태 변화를 관측하는 경우에 유효합니다.
② 처리량이 높음
분산형에서는 슬릿을 사용하지만 FTIR에서는 슬릿을 사용하지 않고 검출기에 도달하는 에너지가 커지고 결과적으로 S/N이 높아집니다.
③파수 분해능이 높음
분산형의 경우 파수 분해능이 높은 스펙트럼을 측정하려면 슬릿을 좁혀야 합니다. 그 때문에, 파수 분해능을 올리면 S/N이 낮아져, 올려지는 파수 분해능이 한정됩니다.
한편, FTIR에서는 이동경의 이동 거리를 늘림으로써 파수 분해능을 높일 수 있습니다. 인접한 파수의 빛을 분리하기 위해서는 이동경의 이동거리를 늘리면 독립파로 분리할 수 있기 때문입니다.
판매 개시 당초는 FTIR이 매우 비쌌기 때문에 분산형이 주류였지만, 현재는 컴퓨터의 가격이 크게 떨어지고, FTIR의 가격도 떨어졌기 때문에, 정밀도가 높은 FTIR이 주류가 되고 있습니다.
④측정파수역의 확장이 가능
광원, 빔 스플리터, 검출기, 창판 교체로 원적외에서 가시까지 측정 파수 영역을 넓힐 수 있습니다. 분산형 장치에서는 파수를 확장하는 것은 매우 어렵고 실용적이지 않습니다.