紅外光譜儀發展簡史

紅外光譜的研究早在19世紀后期就已開始，而紅外光譜儀的研制可追溯至20紀初期。1908年Coblentz制備和應用了以氯化鈉晶體為棱鏡的紅外光譜儀，1910年Wood和Trowbridge研制了小階梯光柵紅外光譜議，1918年Sleator和Randall研制出高分辨儀器。直至20世紀40年代光譜工作者才開始研究雙光束紅外光譜議，1 944年誕生了世界上第一臺紅外光譜儀（早期稱紅外分光光度計）。1950年開始商業化生產名為Perkin-Elmer 21的雙光束紅外光譜議，其色散元件為氯化鈉（或溴化鉀）晶體制成的棱鏡，因此通常稱為棱鏡分光的紅外光譜儀。與單光束光譜儀相比，雙光束紅外光譜儀不需要由經專門訓練的光譜工作者操作就能獲得較好的譜圖，因此Perkin-Elmer 21很快在美國暢銷，它使紅外分析技術進入實際應用階段，成為第一代紅外光譜儀。但棱鏡分光的紅外光譜儀由于氯化鈉（或溴化鉀）晶體等色散元件的折射率隨環境溫度的變化而變化，儀器使用過程需恒溫，且存在分辨率低、測量波長范圍窄、實驗結果再現性較差等缺陷。20世紀60年代，隨著光柵技術的發展，光柵衍射分光技術取代棱鏡分光技術被應用于紅外光諸儀，產生第二代紅外光譜儀——光柵分光紅外光譜儀，其測量波長范圍、分辨率等方面性能遠優于棱鏡分光紅外光譜儀，但光柵分光紅外光譜儀在遠紅外區分出的光能量仍很弱，光譜質量較差，測定速度較慢，動態跟蹤實驗以及與其它儀器的聯用技術仍然無法實現。隨著計算機技術的飛速發展，第三代紅外光譜儀——干涉分光傅里葉變換紅外光譜儀(Fourier transform infrared spectrometer，FTIR)誕生于20世紀70年代，它無分光系統，一次掃描可得全范圍光譜，因具有高光通量、測定快速靈敏、分辨率高、信噪比高等諸多優點，迅速取代棱鏡和光柵分光紅外光譜儀。至80年代中后期，世界上生產紅外光譜儀的主要廠商基本停止棱鏡和光柵分光紅外光譜儀的生產，集中精力于FTIR儀的研制，不斷推出更為新型、先進的FTIR儀。