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(zhì)材料光譜信息的紅外檢測(cè)手段，是對(duì)紅外透射、紅外反射、衰減全反射(ATR)、漫反射等測(cè)量方式的有效補(bǔ)充。由于材料自身就是紅外的發(fā)射源，因此發(fā)射光譜應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，如不適合做透射測(cè)量的物質(zhì)表面、強(qiáng)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(yuǎn)的目標(biāo)、超高溫樣品的光譜特性、等離子體的發(fā)射測(cè)量等。

紅外發(fā)射光譜的原理是，根據(jù)基爾霍夫定律（Kirchhoff’s Law），任何物質(zhì)在溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，其內(nèi)部的原子和分子都會(huì)受熱激發(fā)到更高的能級(jí)，在返回基態(tài)能級(jí)時(shí)通過發(fā)射釋放能量；并且在熱平衡條件下，物質(zhì)的發(fā)射能量和其吸收率的比值，僅和物質(zhì)的溫度和發(fā)射的波長(zhǎng)有關(guān)，即在熱平衡時(shí)，物質(zhì)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(yīng)用領(lǐng)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(nèi)，空腔式黑體適用的溫度更高，有的甚至到達(dá)2000°C以上。在計(jì)算某些材料的發(fā)射率時(shí)，往往需要測(cè)量相同溫度下黑體的發(fā)射譜圖強(qiáng)度，接著立即測(cè)量樣品的發(fā)射譜圖強(qiáng)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(zhǎng)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(qiáng)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(zhǎng)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 FOLI10-RE是熒颯光學(xué)自主設(shè)計(jì)的獨(dú)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(tái)，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(jī)配置雙檢測(cè)器位置，方便用戶隨時(shí)進(jìn)行多個(gè)檢測(cè)器的切換測(cè)量。靈活的光路設(shè)計(jì)，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)OLI10-RE也可以更換內(nèi)部的光學(xué)元器件，使測(cè)量譜區(qū)擴(kuò)展到近紅外波段，滿足近紅外光源的發(fā)射測(cè)量。

發(fā)射光譜的測(cè)量方式及注意事項(xiàng)，視樣品形態(tài)的不同而有所差別。對(duì)于薄膜樣品，可以將薄膜擔(dān)載在金屬基底上進(jìn)行測(cè)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(qiáng)，在計(jì)算樣品發(fā)射率時(shí)，需要考慮將背景的發(fā)射強(qiáng)度扣除后，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果；如果樣品在測(cè)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(duì)譜圖的影響。

傅里葉變換紅外發(fā)射光譜儀 FOLI 10-RE應(yīng)用領(lǐng)域

n  研究材料的發(fā)射譜圖特性

n  計(jì)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(cè)試

n  (近)紅外光源的測(cè)試

n  超高溫樣品的光譜測(cè)試

n  等離子體的發(fā)射測(cè)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(cè)量

n  太陽(yáng)能集熱管的發(fā)射測(cè)量

n  各類織物的發(fā)射測(cè)量

產(chǎn)品特點(diǎn)

n  干涉儀：高級(jí)邁克爾遜干涉儀，光路長(zhǎng)久準(zhǔn)直，穩(wěn)定性佳，10年質(zhì)量保證

n  固態(tài)激光器：性能穩(wěn)定，使用壽命達(dá)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(zhì)分束器和ZnSe窗片，防止光學(xué)器件潮解（可選KBr、石英分束器）

n  檢測(cè)器：內(nèi)置雙檢測(cè)器位置，可選擇常溫檢測(cè)器或者低溫MCT、銦鎵砷，可以實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)切換

n  光路設(shè)計(jì)：專用的發(fā)射光路設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)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(shí)際測(cè)試需求

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

n  光譜范圍：標(biāo)準(zhǔn)范圍500～5000 cm^-1（可選400-7500cm^-1、400-10000cm^-1、或擴(kuò)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(cè)量方式：將樣品放置在聚焦點(diǎn)，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(chǎn)品配置選型

對(duì)于室溫下的物質(zhì)的紅外發(fā)射測(cè)量，熒颯光學(xué)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(jī)和反射附件或者積分球附件，測(cè)量得到材料的反射光譜。根據(jù)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(xì)解決方案可以咨詢熒颯的應(yīng)用工程師。