45、异步傅里叶变换红外光谱仪在时间分辨中红外光谱测量中的应用

异步傅里叶变换红外光谱仪在时间分辨中红外光谱测量中的应用

1. 引言

为了对重复动态现象进行时间分辨，1991 年基于连续扫描干涉仪开发了异步时间分辨傅里叶变换红外（FT - IR）光谱技术。与传统方法不同，该方法不需要根据采样定理在等间隔时间对模数转换器（ADC）进行采样的时间与时间分辨的时间同步，“异步时间分辨”这一术语就源于此特点。

传统的同步时间分辨 FT - IR 光谱可分为两类：
- 频闪法：基于连续扫描干涉仪。在此方法中，时间分辨通过 ADC 采样实现，即 ADC 在等间隔时间被触发，并在等光程差间隔进行采样。这对干涉仪的机械性能有严格要求，干涉仪的动镜必须始终以严格恒定的速度扫描，以确保采样时间与时间分辨时间同步。
- 步进扫描法：使用步进扫描干涉仪。该方法成功将时间分辨率降低到 1 μs 以下，因为不再需要使采样时间和时间分辨时间同步。目前，步进扫描干涉仪虽然仍未广泛使用，但比其他方法更受欢迎。

异步时间分辨光谱技术只需在任何商用 FT - IR 分光光度计上简单添加一个箱式积分器，无需对典型快速扫描仪器的硬件或软件进行进一步修改，即可进行时间分辨测量。虽然时间分辨率受所用探测器的上升时间限制，刺激的重复率根据奈奎斯特采样定理确定，但原则上该方法的时间分辨率没有时间限制，并且不需要动镜严格恒定的速度或步进扫描干涉仪等特殊机械性能。

一般来说，时间分辨中红外（IR）测量需要较长的测量时间，在长时间的数据收集过程中，样品、干涉仪、系统组件或其他环境可能会发生各种意外变化，这些变化会导致光谱数据不可靠。同时，时域中动态现象的所有信息都隐藏在由重复刺激产生的动态干涉图中。

多通道异步时间分辨系统可以获取时间分辨