Особенности и преимущества Фурье-ик-спектрометра

1. Получение спектра через интерферограмму

   • В отличие от классических приборов, Фурье-ИК-спектрометр регистрирует интерферограмму, которая затем преобразуется в спектр.

2. Одновременная регистрация всего спектра

   • Это достигается благодаря выигрышу Фелжета (мультиплекс-фактору):

     • Прибор регистрирует информацию обо всем исследуемом диапазоне одновременно.

     • Соотношение сигнал/шум значительно выше, чем у диспергирующих приборов.

3. Высокое спектральное разрешение

   • Разрешение Фурье-ИК-спектрометра не ограничено размерами оптических элементов.

   • Достигается разрешение < 0,001 см⁻¹, что несравнимо с ~0,02 см⁻¹ у приборов с дифракционными решетками.

4. Выигрыш Жакино (геометрический фактор)

   • Позволяет эффективно снизить телесный угол, увеличивая энергию, проходящую через прибор.

   • Это дает возможность повысить качество спектра и сделать прибор компактным.

5. Постоянное разрешение во всем спектре

   • В отличие от классических приборов, где разрешение может зависеть от длины волны, здесь оно остается неизменным.

6. Исследование пространственно-неоднородных объектов

   • Интерферометр может использоваться как диспергирующий элемент, а сигнал регистрируется фотодиодной матрицей для анализа неоднородностей.

Принцип работы Фурье-ИК-спектрометра

1. Полихроматическое излучение от источника направляется в интерферометр.

2. В интерферометре излучение разделяется на два пучка, которые интерферируют при изменении длины пути одного из них.

3. Полученная интерферограмма отражает распределение энергии в зависимости от частоты.

4. Приемник фиксирует интерферограмму, а компьютер выполняет обратное Фурье-преобразование, вычисляя спектр.

5. Результат выводится в виде графика зависимости интенсивности поглощения от частоты (или длины волны).

Применение Фурье-ИК-спектрометров

• Анализ химического состава веществ.

• Исследование сложных молекулярных структур.

• Определение пространственно-неоднородных объектов.

• Высокоточный контроль качества в фармацевтике, химической и пищевой промышленности.

Опять же не знаю, про образцы, мне кажется нет смысла повторять…

Спектроскопия КР (рамановская)

По сравнению с другими методами вибрационной спектроскопии, например, ИК-Фурье и спектроскопии ближнего ИК, спектроскопия комбинационного рассеяния (рамановская) имеет ряд преимуществ. Они являются следствием того, что рамановский эффект наблюдается в рассеянном свете от образца, а не в спектре поглощения образцом света. Поэтому рамановская спектроскопия не требует специальной подготовки образца и нечувствительна к полосам поглощения. Это свойство рамановской (КР) спектроскопии облегчает процесс непосредственного измерения в твердых, жидких и газообразных средах, а также измерения через прозрачные материалы, например, стекло, кварц, пластмассу. Можно снимать спектры в воде.

Чтобы колебание было активным в спектроскопии КР, при молекулярных колебаниях должна меняться поляризуемость. Чтобы молекула поглощала энергию инфракрасного излучения, при колебаниях молекулы должен меняться дипольный момент.

Аппаратура для Раман -спектрометрии

Раман спектрометр может быть реализован для как для исследования макро- так и микрообразцов. Решение для макрообразцов конструктивно напоминает спектрофлюориметр, отличаясь от него отсутствием монохроматора возбуждения. В качестве источника излучения обычно используют лазер. Рассеянное излучение собирают под прямым углом к лучу лазера для уменьшения паразитной засветки. Детектор рассеянного излучения может быть построен по классической схеме – монохроматор с дифракционной решеткой и одним датчиком. Другой вариант – полихроматор и линейка фотодиодов (или ПЗС матрица). В таком варианте жидкий образец помещается в кювету.

Другой подход основана на разделении падающего и рассеянного излучения с помощью полупрозрачных зеркал. Луч возбуждения и рассеянный свет проходит через один объектив. Подобные конструкции могут использоваться как для макро-образцов (твердых, жидких – см. следующий слайд), так и для микрообразцов (раман микроскопы – конструктивно похожи на конфокальные микроскопы – часто это один прибор)

10. Применение колебательной спектроскопии в БТ.