FTIR分束器

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性能特点

在傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪的迈克尔逊（Michelson）干涉仪方案中使用了分束器/补偿器装置。 FTIR光谱仪通常基于迈克尔逊干涉仪，其中一个反射镜是可移动的。两个反射镜位于干涉仪的

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产品介绍

FTIR分束器

应用及工作原理

在傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪的迈克尔逊（Michelson）干涉仪方案中使用了分束器/补偿器装置。

FTIR光谱仪通常基于迈克尔逊干涉仪，其中一个反射镜是可移动的。两个反射镜位于干涉仪的两个臂上，并且彼此垂直定向。分束器放置在直角的顶点，并相对于每个反射镜成45°角。通过分束器的光被分成两部分（理想地为50%/50%），它们进一步传播到两个臂并被反射镜反射。从分束器反射一次的光束（图中的上部光束）也必须在那里通过并返回通过倾斜的补偿板，以补偿另一光束三次而不是一次通过分束器的事实。在一定距离上扫描可移动反射镜，该距离产生到达检测器的两个光束的干涉图案。信号的傅里叶变换对源（研究材料）的频谱进行编码。

图1迈克尔逊干涉仪作为傅里叶变换红外光谱仪的一部分

材料光谱范围

通过选择合适的分束器和补偿器材料，可以覆盖从可见光到远红外的波长范围。

材料选择包括以下材料：熔融石英（石英）（可见/近红外）、CaF2、BaF2和ZnSe（近红外/中红外）。

高阻FZ硅也可推荐用于远红外区域的分束器。由于菲涅尔反射，它可以在很宽的波长范围内进行~50%/50%的分束，而不需要任何涂层。

表1分束器的典型工作波长范围与材料

可见-红外熔融石英	0.4-1.1 µm (25,000-9,000 сm^-1) or 0.65-3.0 µm (15,000-3,300 сm^-1)
CaF₂	0.65-8.5 µm (15,000-1,200 сm^-1)
BaF₂	0.65-12 µm (15,000-850 сm^-1)
ZnSe	2-20 µm (5,000-500 сm^-1)
HRFZ-Si	50-1000 µm (200-10 сm^-1)

规格和公差

为了实现FTIR光谱仪的高分辨率，应该以非常高的精度制造分束器/补偿器对。特别地，表面平整度、楔形公差和厚度匹配是非常重要的。

表2可实现的规格

直径，mm	up to 100
633nm处的表面平整度λ	up to 1/10
楔形公差，弧秒	up to +/-10
厚度匹配，µm	up to 1

注意：最佳规格取决于材料和参数组合。

涂料

为了对准的目的，可以在FTIR分束器/补偿器的表面上施加涂层的组合图案。可见光束的“窗口”-根据干涉仪的尺寸设计，特殊形状的可见区域与红外区域放置在一起。典型的涂层图案如下所示。

图2 ZnSe分束器/补偿器对的涂层图案（示例）

表3 ZnSe分束器/补偿器对的涂层图案（示例）

部分	地区	涂层类型	反射/透射
分束器	A	部分反射	R/T=50%/50%@633_HM
	B	部分反射	R/T=(50/50+/-10)%@7-14u m or R/T=(50/50+/-20)%@2.5-14μm
	C	AR	R<0.5%@633nm
	D	BBAR	R_средн_.<4%@7-14pm or R_средн_.<5%@2.5-14pm
补偿器	A	AR	R<0.5%@633nm
	B	BBAR	R_средн_.<4%@7-14pm or
			R_средн_.<5%@2.5-14m
	C	AR	R<0.5%@633nm
	D	BBAR	R_средн_.<4%@7-14um or R_средн_.<5%@2.5-14um

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