傅氏轉換紅外光譜儀優點

傅氏光譜儀相較於傳統分光式(dispersive)光譜儀有下列優點:

1. 多重波長之優點(multiplex advantage)

分光式光譜儀是利用光柵將多色光作色散後，調整光柵的角度使 欲觀測的特定波長投影在出口狹縫上，因此同一時間內僅能偵測特定 波長，如欲得到完整光譜須持續掃描不同波長才行，而干涉儀則是能 在同一時間下偵測整個光區內的所有波長。因此若欲以相同解析度取 得相同光區之光譜，利用傅氏轉換紅外光譜儀所需的偵測時間遠小於

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分光式光譜儀。如果雜訊以隨機形式出現，則光譜訊雜比與掃描次數 平方根成正比，因此在相同的實驗時間下，使用干涉儀可以進行多次 掃描平均訊號來提高光譜訊雜比。此優點由 Fellgett 提出，亦稱 Fellgett 優點[7]。

2. 高光通量優點(throughput advantage )

干涉儀並不像分光式光譜儀使用光狹縫與光柵等裝置，而僅利用 光圈限制光束之散射角，其光通量遠高於單光儀，即偵測器所能量測 之訊號比傳統光譜儀大，能提高偵測靈敏度。此優點由 Jacquinot 提 出，故又稱 Jacquinot 優點[14]

3. 高波數精確性(spectral accuracy advantage)

傳統分光光譜儀是藉由光柵掃描取得光譜，為了確定光柵轉動角 度所對應的波長與實際值是否一致，因此必須利用標準樣品所產生的 已知譜線來進行校正。此外，光柵旋轉的穩定度以及狹縫的控制亦會 影響波數的正確性。干涉儀的波數正確性是來自光程差的準確性，干 涉儀利用頻率極為穩定的氦氖雷射標定光程差，干涉圖譜經由傅氏轉 換後可得到波數準確度達 0.001 cm^-1之傳統光譜。因此干涉儀在波數 的準確度遠高於分光式光譜儀，且不需再進行波數校正工作。此優點 為 Connes 提出，又稱 Connes 優點[15]

4. 高解析度之優點(high resolution advantage)

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傳統分光式光譜儀解析度決定於狹縫寬度與光柵的刻痕密度，其 解析度一般不易優於 0.1 cm^-1。干涉儀解析度則是與光程差之最大值 成反比，即為與移動鏡移動距離的兩倍成反比，關係式如下:

max 2

1

~ 1

~ ~

  



v v (2-25)

目前市售的傅式轉換光譜儀解析度可達 10^-3 cm^-1，遠大於分光式光譜 儀。

5. 抑制散逸光(stray-light)之優點

傳統分光式光譜儀利用光柵分光，非單光儀設定之波長容易從出 口狹縫射出並被偵測器偵測到，此稱為散逸光(stray-light)。對於分光 式光譜儀而言很難降低散逸光。然而當干涉儀掃描時，前後移動的移 動鏡會對偵測訊號加以調頻(modulation)。例如，移動鏡以移動速率 v 掃描時，對波數為~的單色光源而言，偵測器測得之調頻(modulation) 訊號的頻率為 f = 2v~。故選擇適當的電子濾波器除去其他頻率範圍 的訊號，可有效的抑制散逸光。

6. 靈活且廣泛應用(versatile)之優點

傅式轉換光譜儀只需更換不同光區下適宜之光學元件，便可偵測 遠紅外光、中紅外光、近紅外光、可見光或紫外光區的光譜。此外，

搭配其他原件，例如:氣相層析儀(GC)、高效能液相層析儀(HPLC)、