61、中红外波数标准：原理、应用与校准方法

中红外波数标准：原理、应用与校准方法

1. 引言

光谱仪器波数标度的准确性在大多数应用中至关重要。现代傅里叶变换红外（FT - IR）光谱仪通常采用氦氖（HeNe）激光器来设定波数标度，其频率精度一般在 0.01 cm⁻¹ 以内。然而，实际样品测量中，多种误差源可能导致更大的波数标度误差，因此需要进行校准以确保波数标度的准确性。波数标准是光谱学家和仪器制造商确定有效波数不确定度水平和校准标度的主要工具。

随着时间的推移，人们研究并开发了多种波数标准，包括固相、液相和气相形式。这些标准最终与国家计量机构（NMIs）维护的基本频率标准相关联，如美国国家标准与技术研究院（NIST）、英国国家物理实验室（NPL）、加拿大国家研究委员会（NRC）等。在红外（IR）光谱范围内，NMIs 提供的唯一波数标准是聚苯乙烯，适用于大多数中分辨率的 FT - IR 光谱仪。

在相当长的一段时间里，红外高分辨率（光栅）仪器的校准采用了与可见光和近红外相同的标准，即气体放电灯的原子发射线。与可见光区域使用基频不同，红外使用光栅的高阶反射，这种方法的总体不确定度因高阶反射的使用而增加。随着对分子气体振动和转动吸收光谱的理解加深，吸收线本身开始被用作校准标准，并且相关方法也不断改进，近年来这些方法与基本时间单位相关联。

此外，人们还研究了其他材料作为波数标准的可能性，包括液体和固体。凝聚相材料的吸收光谱波数较宽，更适合低分辨率仪器，如棱镜和低分辨率光栅单色仪（早期）以及 FT - IR 光谱仪（近几十年）。自 1950 年 Plyler 和 Peters 对其吸收带进行表征以来，薄膜聚苯乙烯一直是红外波段（超过 2.5 µm）波数校准的常用材料，并已作为校准标准从 NMIs 获得。