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Tydex公司長期為歐洲、美國和遠東地區(qū)的客戶提供用于FTIR光譜分析的分束器/補償器對（無涂層基板和涂層成品零件）。分束器或補償器被用于傅里葉變換紅外(FTIR)光譜儀中的邁克爾遜干涉儀部分。分束器和補償器的波長范圍可以覆蓋從可見光到遠紅外，波長范圍由材料決定。
傅里葉變換紅外光譜儀的工作原理
傅里葉變換紅外光譜儀一般采用邁克爾遜干涉儀，其中一面鏡子是可移動的。兩個鏡子位于干涉儀的兩臂上并且相互垂直。分束器放置在直角的頂點，相對于每個鏡子呈45度角。通過分束器的光被分成兩部分(理想情況是50%/50%)，這兩部分傳播到兩臂并被反射到鏡子上。從分束器反射一次的光束(圖上的上光束)由固定臂反射，并通過一個傾斜的補償板返回，以補償另一束通過分束器板三次的動臂光引起的光程差。在一定距離內(nèi)對可移動的鏡子進行掃描，產(chǎn)生到達探測器的兩束光束的干涉圖樣。信號的傅里葉變換編碼成源(研究材料)的頻譜。
圖1- FTIR光譜儀中的邁克爾遜干涉儀部分
材料的光譜范圍
通過選擇合適的分束器和補償器材料，波長范圍可以覆蓋從可見光到遠紅外。
材料選擇包括以下材料:熔融二氧化硅(石英)(可見/近紅外)，CaF2, BaF2，和ZnSe(近紅外/中紅外)。高電阻率FZ-硅片也可作為遠紅外區(qū)域的分束器。由于菲涅爾反射效應(yīng)，它可以用于在非常寬的波長范圍內(nèi)~50%/50%的分光且不需要任何涂層。
材料 | 工作波長 |
VIS-IR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 | 2-14 μm (5,000-750 сm-1) |
HRFZ-Si | 50-1000 μm (200-10 сm-1) |
表1-不同材料分束器的典型工作波長范圍
規(guī)范和公差
為了實現(xiàn)傅里葉變換紅外光譜儀的高分辨率，分束器/補償器對必須具有很高的精度。特別是表面平整度、楔板公差和厚度匹配是非常重要的。
直徑，mm | up to 100 |
表面平整度，λ (633 nm) | up to 1/10 |
楔形公差，arc sec | up to +/-10 |
厚度匹配，μm | up to 1 |
表2-可實現(xiàn)的規(guī)格
注意：最佳規(guī)格取決于材料和參數(shù)組合；
備注：其他涂層模式和涂層類型可根據(jù)要求可提供定制
涂層
為了對準，可以在FTIR分束器/補償器的表面上施加涂層的組合圖案?？梢姽馐摹按翱凇?根據(jù)干涉儀尺寸設(shè)計的特殊形狀的可見區(qū)域與紅外區(qū)域放在一起。
典型的涂層圖案如下所示。
圖2-ZnSe分束器/補償器對的涂層模式(示例)
部分 | 區(qū)域 | 涂層類型 | 反射/透射 |
分束器 | A | 部分反射 | R/T=50%/50% @ 633nm |
B | 部分反射 | R/T=(50/50+/-10)% @ 7-14 μm or R/T=(50/50+/-20)% @ 2.5-14 μm | |
C | AR | R<0.5% @ 633 nm | |
D | BBAR | Rсредн.<4% @ 7-14 μm or Rсредн.<5% @ 2.5-14 μm | |
補償器 | A | AR | R<0.5% @ 633 nm |
B | BBAR | Rсредн.<4% @ 7-14 μm or- Rсредн.<5% @ 2.5-14 μm | |
C | AR | R<0.5% @ 633 nm | |
D | BBAR | Rсредн.<4% @ 7-14 μm or Rсредн.<5% @ 2.5-14 μm |
表3-ZnSe分束器/補償器對的涂層圖案(例)
圖3.1-分束器透射圖(T=(50+/10)%@8-14 μm)
圖3.2-補償器透射圖(AR@8-14 μm)
● 可覆蓋波長范圍：可見光-遠紅外
● 材料種類：熔融二氧化硅(石英)(可見/近紅外)，CaF2, BaF2，和ZnSe(近紅外/中紅外)，高電阻率FZ-硅片（無涂層）
● 可根據(jù)要求提供涂層的模式和類型
● FTIR光譜分析
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