13.4 : ספקטרומטרי IR

קיימים שני סוגים עיקריים של ספקטרופוטומטרים אינפרא אדום (IR): ספקטרומטרים IR מבדילים ספקטרוסקופיית פורייה (FTIR). בספקטרומטר IR מבדיל, קרן קרינה אינפרא אדומה המיוצרת על ידי חוט חם מחולקת לשתי קרניים מקבילות בעלות עוצמה שווה באמצעות מראות. קרן אחת עוברת דרך הדגימה, ואילו השנייה היא קרן ייחוס. הקרניים עוברות לאחר מכן דרך המונוכרומטור, שמפריד את הקרינות לספקטרום רציף של תדרים שונים. המונוכרומטור מורכב ממחלק קרן מסתובב במהירות, שמחליף בין קרני הדגימה והייחוס לפני שהן מגיעות לסריג עקיפה. לאחר מכן, הקרינה עוברת דרך גלאי תרמוקפל, שמודד את היחס בין עוצמות שתי הקרניים. האות מהגלאי מוגבר, והספקטרום המתקבל נרשם באמצעות מקליט. ספקטרומטרים IR מבדילים רושמים את הספקטרום בתחום התדר, כלומר הספקטרום נרשם תוך שינוי תדר הקרינה עם סיבוב סריג העקיפה.

בספקטרומטר FTIR, הקרינה המיוצרת על ידי המקור עוברת דרך מפצל קרן. מפצל קרן הוא מראה הממוקמת בזווית של 45° לקרינה הנכנסת ומחלקת את הקרן לקרינות מוחזרות ולא מוחזרות. קרינות אלו מותרות לאחר מכן ליפול על מראות קבועות ונעות. חשוב לציין כי תנועת שתי המראות משנה את אורך המסלול של הקרניים, והקרינה המוחזרת מהמראות משולבת במפצל הקרן. הקרן המשולבת שנוצרת מכילה דפוסי התאבכות בונה והורסת כתוצאה מהבדלים באורך המסלול של הקרינות.

• הפרעה בונה (Constructive interference) מתרחשת כאשר שיאי שתי גלים מיושרים, מה שמוביל לעלייה במשרעת הגל המשולב.
• הפרעה הורסת (Destructive interference) מתרחשת כאשר שיא של גל אחד מיושר עם שפל של גל אחר, מבטל זה את זה ומוביל להקטנת המשרעת.

הקרן המשולבת המתקבלת, הנקראת אינטרפרוגרמה, מועברת לגלאי. הגלאי מזהה את האינטרפרוגרמה שעברה שינוי על ידי הדגימה, ותהליך FT מפריד את תדרי הספיגה האינדיבידואליים מתוך האינטרפרוגרמה.

ספקטרומטרים FTIR מועדפים על פני ספקטרומטרים IR מבדילים בשל פעולתם המהירה יותר ורגישותם הגבוהה יותר.