用于快速高效紅外光譜的ATR棱鏡 - 筱曉光子

ATR顧名思義是“衰減全反射”的縮寫(xiě)，它是紅外光譜中使用的一種技術(shù) 。與常規紅外分析技術(shù)相比，ATR無(wú)需制樣，無(wú)需破壞樣品，能夠快速檢測分析微量樣品，可得到高質(zhì)量的紅外譜圖，是目前應用廣泛的采樣技術(shù)。而這款由Crystran制造的ATR平板顯得格外出眾，他們通常采用ZnSe，鍺，硅和KRS5制作ATR棱鏡，棱鏡角度為22.5°,30°,45°和60°，以適應各種幾何形狀，波長(cháng)范圍和反射條件。

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• 硒化鋅ATR棱鏡技術(shù)參數

 硒化鋅在可見(jiàn)光波段的光譜傳輸曲線(xiàn) 

 硒化鋅晶體的折射率 

全反射(TIR)是一種眾知的現象，主要發(fā)生在光線(xiàn)大于臨界角由高折射率介質(zhì)入射到低折射率介質(zhì)時(shí)。盡管我們常常認為這種反射*無(wú)損,或*有效,但實(shí)際上光波在第二種介質(zhì)中以很小的距離倏逝地穿透，這是一個(gè)與（a）折射率差異，（b）光束偏振和（c）入射角（盡管大于臨界角）這三個(gè)物理量有關(guān)的函數。這種現象就提供了通過(guò)尋找指示已知痕量化合物的特定吸收峰來(lái)對第二介質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行光譜表征的機會(huì )：光源發(fā)出的光并不是全部被反射回來(lái)，而是經(jīng)過(guò)穿透到試樣表面一定深度后再返回到表面，在這個(gè)過(guò)程中試樣在入射光頻率內產(chǎn)生選擇性吸收，反射光在該頻段的強度發(fā)生響應的衰減，從而產(chǎn)生紅外吸收圖譜，對樣品進(jìn)行定性定量分析。

如圖所示，當像硒化鋅這樣的高折射率材料被制作成一個(gè)擴展的平面棱鏡時(shí)，測試光束可以通過(guò)它從一個(gè)面反射到另一個(gè)面。在每次反射時(shí)都有倏逝波傳播，如果表面上有測試液體，那么該液體的紅外特征就從測試光束中提取出來(lái)。這就產(chǎn)生了縮略語(yǔ)ATR中的術(shù)語(yǔ)“衰減”。這種技術(shù)對棱鏡的折射率有很高的要求，以避免樣品折射率的中和。

 ATR原理圖 

由該ATR棱鏡中測試激光產(chǎn)生的內部反射圖表明，光源發(fā)出的光可以穿透試樣表面較大深度，這將有助于獲得高質(zhì)量的紅外譜圖，大大提高采樣效率與精度，為微區樣品分析提供可能。