傅里葉變換紅外發(fā)射光譜儀 FOLI10-RE

紅外發(fā)射光譜（Infrared Emission Spectroscopy）是一種直接、無損地獲取物質材料光譜信息的紅外檢測手段，是對紅外透射、紅外反射、衰減全反射(ATR)、漫反射等測量方式的有效補充。由于材料自身就是紅外的發(fā)射源，因此發(fā)射光譜應用領域比較廣，如不適合做透射測量的物質表面、強腐蝕性且不透光的樣品、發(fā)射光源的光譜特征、體積較大的物體、距離較遠的目標、超高溫樣品的光譜特性、等離子體的發(fā)射測量等。

紅外發(fā)射光譜的原理是，根據基爾霍夫定律（Kirchhoff’s Law），任何物質在溫度高于絕對零度時，其內部的原子和分子都會受熱激發(fā)到更高的能級，在返回基態(tài)能級時通過發(fā)射釋放能量；并且在熱平衡條件下，物質的發(fā)射能量和其吸收率的比值，僅和物質的溫度和發(fā)射的波長有關，即在熱平衡時，物質發(fā)射的能量一定等于吸收的能量。

黑體是理想的吸收體，其發(fā)射率也是最大的。按照應用領域的不同，黑體可以分為平板式黑體和空腔式黑體。通常情況下，平板式黑體適用的溫度范圍在200°C以內，空腔式黑體適用的溫度更高，有的甚至到達2000°C以上。在計算某些材料的發(fā)射率時，往往需要測量相同溫度下黑體的發(fā)射譜圖強度，接著立即測量樣品的發(fā)射譜圖強度，然后將兩者相除，即可歸一化得到該溫度下，該材料不同波長的發(fā)射率。

下圖為三種不同溫度下黑體的發(fā)射譜圖，我們可以從譜圖中了解到，隨著溫度的不斷升高，發(fā)射的強度是逐漸增大的，這是由普朗克定律（Planck’s Law）所決定的。該定律給出了光譜輻射通量密度和光譜波長及黑體溫度之間的定量光系。另外，我們也發(fā)現(xiàn)，不同溫度下發(fā)射譜圖的峰位極大值是不斷位移的，溫度越高，峰位極大值越向高波數(shù)位移，也就是移向短波的方向，該現(xiàn)象符合維恩位移定律，nmax=1.93T。

傅里葉變換紅外發(fā)射光譜儀 FOLI 10-RE是熒颯光學自主設計的獨立式傅里葉變換紅外發(fā)射光譜儀，該光譜儀集成專門的發(fā)射平臺，可以安裝各種不同的發(fā)射附件和參考黑體，滿足不同溫度下不同材料的表征需求。光譜儀主機配置雙檢測器位置，方便用戶隨時進行多個檢測器的切換測量。靈活的光路設計，用戶可以選擇聚焦光路或者平行光路來適合不同的樣品。此外，F(xiàn)OLI 10-RE也可以更換內部的光學元器件，使測量譜區(qū)擴展到近紅外波段，滿足近紅外光源的發(fā)射測量。

發(fā)射光譜的測量方式及注意事項，視樣品形態(tài)的不同而有所差別。對于薄膜樣品，可以將薄膜擔載在金屬基底上進行測量，以減少基底的輻射；制備樣品的厚度不能太大或者氣體濃度不能太高，防止樣品自吸收造成的譜圖變形；如果背景的輻射較強，在計算樣品發(fā)射率時，需要考慮將背景的發(fā)射強度扣除后，才能得到準確的結果；如果樣品在測量過程中釋放出氣體，用戶需要考慮在發(fā)射裝置上增加吹掃，以減少氣體對譜圖的影響。

傅里葉變換紅外發(fā)射光譜儀 FOLI 10-RE應用領域

n  研究材料的發(fā)射譜圖特性

n  計算材料的發(fā)射率

n  艾柱燃燒的發(fā)射光譜

n  陶瓷片在不同溫度下的發(fā)射光譜

n  醫(yī)療器械中各種理療的測試

n  (近)紅外光源的測試

n  超高溫樣品的光譜測試

n  等離子體的發(fā)射測量

n  人體穴位的發(fā)射研究

n  玻璃及建筑材料的發(fā)射測量

n  太陽能集熱管的發(fā)射測量

n  各類織物的發(fā)射測量

產品特點

n  干涉儀：高級邁克爾遜干涉儀，光路長久準直，穩(wěn)定性佳，10年質量保證

n  固態(tài)激光器：性能穩(wěn)定，使用壽命達10年以上

n  發(fā)射源：聚焦光路，用戶的樣品或者熱源或者黑體

n  分束器：ZnSe材質分束器和ZnSe窗片，防止光學器件潮解（可選KBr、石英分束器）

n  檢測器：內置雙檢測器位置，可選擇常溫檢測器或者低溫MCT、銦鎵砷，可以實現(xiàn)軟件自動切換

n  光路設計：專用的發(fā)射光路設計，簡潔緊湊，降低輻射損失，提高輻射通量

n  發(fā)射附件：可定制各種附件滿足客戶的實際測試需求

產品技術參數(shù)

n  光譜范圍：標準范圍500～5000 cm^-1（可選400-7500cm^-1、400-10000cm^-1、或擴展到近紅外12500 cm^-1）

n  光譜分辨率：優(yōu)于2 cm^-1，通常使用8 cm^-1

n  測量方式：將樣品放置在聚焦點，可以選擇不同的溫控儀或者黑體

n  工作條件：工作溫度：-5～40℃；工作濕度：0～100%R.H.

n  電源：100～240VAC，50～60Hz, 20W；

n  重量：12kg

n  尺寸：44 cm×33 cm×18cm(W×D×H；含發(fā)射擋板)

產品配置選型

對于室溫下的物質的紅外發(fā)射測量，熒颯光學提供了另外一種解決方案。通過FOLI系列傅里葉變換紅外光譜儀主機和反射附件或者積分球附件，測量得到材料的反射光譜。根據基爾霍夫定律和能量守恒定理，我們可以非常方便地獲得室溫下不透明材料的發(fā)射率。詳細解決方案可以咨詢熒颯的應用工程師。