La conception du spectromètre infrarouge peut généralement être divisée en systèmes optiques, systèmes de contrôle et systèmes de traitement du signal et des données.

Système optique

Le système optique du spectromètre infrarouge se compose principalement de sources lumineuses, d'un système de spectroscopie, d'un détecteur en trois parties, en plus d'un diaphragme, d'un miroir et d'autres composants.

1. Source de lumière infrarouge

La source de lumière infrarouge peut fournir une certaine gamme de longueur d'onde de lumière infrarouge continue selon les besoins, la gamme de longueur d'onde requise pour l'infrarouge moyen général est de 2,5 ~ 25 μm et la gamme de longueur d'onde requise pour le proche infrarouge est de 0,8 ~ 2,5 μm. Les premières sources de lumière infrarouge utilisaient une lampe Nernst glower, et maintenant elles utilisent essentiellement une barre de carbone en silicium (globar) à haute stabilité comme source de lumière infrarouge moyenne. La source de lumière proche infrarouge utilise généralement une lampe au tungstène, qui peut couvrir 0,8 ~ 2,5 μm.

2. Système de séparation de la lumière

Le système de spectroscopie est au cœur du spectromètre infrarouge, nous savons que Newton utilise un prisme pour diviser la lumière du soleil en une bande arc - en - ciel de violet Indigo Rouge - orange - jaune - Vert, les premiers instruments infrarouges utilisaient un prisme de spectroscopie, maintenant largement éteint, la plupart des gens n'ont pas vu. L'arrière utilise la séparation de la lumière par réseau, en utilisant un réseau réfléchissant pour séparer la lumière par longueur d'onde, maintenant relativement peu utilisé, généralement dans un domaine particulier peut voir un instrument infrarouge de type réseau. Les deux types de spectromètres ci - dessus sont appelés spectromètres infrarouges de type dispersif.

Le spectromètre infrarouge que nous avons couramment atteint est généralement appelé spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), qui a des avantages par rapport au spectromètre infrarouge dispersif avec une vitesse de balayage rapide, un rapport signal / bruit élevé et une résolution plus élevée, est maintenant le spectromètre infrarouge principal. Son noyau est l'interféromètre de Michelson, composé d'un miroir fixe, d'un miroir mobile et d'un séparateur de faisceau qui produit un signal optique interférentiel. Le séparateur de faisceau est un matériau optique infrarouge semi - transparent et semi - inversé qui divise la lumière en deux parties. La distance du mouvement du miroir mobile détermine la résolution et la vitesse du Mouvement détermine la vitesse d'échantillonnage.

3. Détecteur

Le détecteur est destiné à recevoir un signal lumineux infrarouge qui peut être converti en un signal électrique. Les types courants sont les détecteurs pyroélectriques (dtgs), qui fonctionnent à température ambiante et peuvent répondre aux tests de routine. Il existe également un détecteur de tellure de mercure (MCT) de haute sensibilité qui nécessite un refroidissement à l'azote liquide (77 K) pour la détection des signaux faibles. Ci - dessus est un détecteur commun dans l'infrarouge moyen, le proche infrarouge utilise généralement un détecteur d'arsenic indium - gallium refroidi électriquement.

Les trois parties ci - dessus sont des sources lumineuses produisant de la lumière infrarouge, entrant dans le système de séparation de la lumière est modulé, puis dans le détecteur. Lors de l'utilisation réelle, nous devons ajuster l'intensité de la lumière, généralement ajouter un diaphragme entre la source lumineuse et le système de séparation de la lumière pour y parvenir.

Système de contrôle

Le système de contrôle est principalement à travers un système électronique pour contrôler l'alimentation de la source lumineuse et la taille du diaphragme, la vitesse de balayage ainsi que la réception du signal du détecteur, comme le spectromètre infrarouge de type Fourier, nous pouvons contrôler la vitesse de fonctionnement de l'interféromètre et ajuster la taille du diaphragme sur le logiciel. De plus, certains instruments sont plus richement configurés, comme ceux équipés de plusieurs détecteurs ou sources lumineuses, que nous pouvons Commuter automatiquement en contrôlant le système.

Système de traitement des données

Un système de traitement de données est la transformation du signal reçu par un détecteur en un spectrogramme infrarouge final, comprenant une unité de traitement du signal, un ordinateur et un logiciel. Le signal reçu par le détecteur est amplifié - filtré - numérisé par l'unité de traitement du signal. Le spectromètre infrarouge à transformée de Fourier numérise le signal préliminaire en interférogramme, qui sera transformé en spectrogramme à canal unique par d'autres transformées de Fourier. Grâce au traitement logiciel, nous obtenons les spectres infrarouges d'absorption, de transmission, de réflexion et autres dont nous avons besoin.