紅外顯微鏡的原理|特點

　　紅外顯微鏡主要由載物臺、紅外光源、聚光鏡、物鏡、調焦機構、圖像轉換管、目鏡、攝像頭及計算機等組成。目前紅外顯微鏡可以提供兩種范圍的紅外波長，可以滿足不同研究工作的需要。

紅外顯微鏡的原理

　　1、系統組成

　　紅外顯微鏡是將紅外光譜儀與光學顯微鏡聯用的系統。主要由紅外主機、紅外顯微鏡系統和計算機組成。紅外顯微鏡由于其精密性，多采用干涉原理，主要部件包括邁克爾遜干涉儀、顯微鏡光學系統、檢測器等。

　　由紅外光源發出的光經分束器分為兩束光，一束由動鏡經分束器反射到樣品后進入檢測器;另一束由定鏡反射經分束器、樣品后到檢測器，兩束光作用于樣品，并在檢測器處發生干涉。干涉儀將光源來的信號經過樣品后以干涉圖的形式送往計算機進行傅里葉變換的數學處理，Z后將干涉圖還原為光譜圖。

　　2、工作原理

　　樣品放置在紅外顯微鏡的載物臺上，光譜儀產生光束射向并聚焦到待測樣品，可以進行上下高度的光路聚焦。通過調節載物臺X軸和Y軸以及調節光柵，可以確定測試的樣品以及樣品中不同的微區。

　　紅外顯微鏡檢測器測量出顆粒的光譜反射光束，從而對樣品進行點、線、面的分子水平的掃描，可以快速、自動獲得大量的紅外光譜圖，并把測量點的坐標與對應的紅外光譜同時存入計算機。經過一定的數據處理便得到不同化學官能團及化合物在微區分布的三維立體圖或平面圖，并以彩色圖像的形式顯示在屏幕上。不同顏色代表該區域某一基團的吸光度不同。

　　通過成分圖像分析，可以獲得樣品的空間分辨紅外譜圖和某一微小區域內成分圖像，從而可以分析樣品在各掃描微區的組分及結構特征，因此可以表征樣品的結構、官能團的空間分布及其變化等。

　　3、測量方式

　　紅外顯微鏡按其光路系統的差異，一般分為非同軸光路紅外顯微鏡和同軸光路紅外顯微鏡兩大類。非同軸光路紅外顯微鏡是較早推出使用的一類紅外顯微鏡，具有透射式和反射式兩種操作功能。同軸光路紅外顯微鏡是另一類紅外顯微鏡，也具有透射式和反射式兩種操作模式。也可以采用衰減全反射模式，它采用的是硅晶體。

　　根據紅外顯微鏡所測樣品的形態、性質和測試要求，可以選擇透射、反射、衰減全反射三種測試模式。透射模式是測定樣品的主要方法，可提供Z好的信噪比，適應于測試透光性較好的樣品，如厚度小于20μm的薄膜、固體切片;反射模式是效率較高的一種測試方法，適應于測定背景比較光亮、光反射較強的樣品，如微小顆粒樣片;衰減全反射模式，在某些情況下是必不可少的一種測量方法，適應于測定需進行表面成分或表面污染物分析的樣品。

紅外顯微鏡的特點

　　紅外顯微鏡的設計目標是收集細微樣品的紅外光譜而不受周邊基質光譜的影響。顯微鏡可見光設計的考慮涉及放大、分辨率和反差。Z重要的可見光考慮的是分辨率，因為如果沒有高分辨率的能力，細微的資料在較高的放大倍數下是不可見的。

　　紅外顯微鏡具有許多功能，通過使用對比增強的變化來收集樣品的高質量視覺圖象。這些特點，允許在紅外顯微鏡上完成更多的分析。紅外顯微鏡有許多提供Z好的空間分辨率的ZL特征，易使用和靈活的配置。一個高品質的紅外顯微鏡必須有額外的、可見光特性，以提供優質的紅外數據。也就是說，獲得低品質視覺圖像的顯微鏡也就產生低質量的紅外圖像。好的紅外顯微鏡既提供了良好的光學(白光)性能以便使用者觀察樣品，又提供了良好的光譜學性能，從而獲得高質量的譜圖。

　　紅外顯微鏡應用了很多ZL技術，如從物鏡到觀察鏡的無限光路校正，同時查看樣品采集和視覺圖象。由于圖像信息在校準后的光束中傳送，因此無限光路校正提供了高品質的光學和紅外后的表現，而不受光學元件如過濾器和偏振片等的影響。同時樣品觀看和采集特征允許技術人員預覽譜圖的同時觀看樣本，確保準確的采樣位置從而保證了光譜圖的質量。可調光闌允許技術人員采集極小的樣品時不受周圍基質的干擾。紅外顯微鏡提供多種紅外光和可見光物鏡，為樣品采集提供了一種有效的方式來配置顯微鏡。

　　紅外顯微鏡一般采用折返式光路系統。只使用一個光闌，而不是使用雙光闌，紅外光束通過光闌，照射樣品后的光束通過反射，又經過同一個光闌到達檢測器，這樣，可以使衍射光減到Z小。因而所得到的光譜只包含所感興趣的區間的樣品信息，而不受樣品區間周圍介質的影響。