第 一 題

FTIR（傅立葉轉換紅外線光譜儀）主要基於邁克生干涉儀（Michelson Interferometer）及數學上的傅立葉轉換（Fourier Transform）原理：

1. 干涉儀系統：來自紅外光源的光束進入干涉儀後，被分光鏡（Beam splitter）分成兩道光。一道光射向固定面鏡（Fixed mirror），另一道光射向可等速移動的面鏡（Moving mirror）。
2. 產生干涉圖（Interferogram）：兩道光經面鏡反射後在分光鏡處重新匯合。由於移動面鏡造成光程差（Optical Path Difference）的改變，兩道光會產生建設性或破壞性干涉。當匯合的光束穿透樣品被吸收後，到達偵測器會產生一個隨時間（或鏡面移動距離）變化的光強度訊號，稱為干涉圖（時域信號，Time-domain spectrum）。

相較於使用光柵或稜鏡作為分光元件的傳統分光式（散佈型）紅外線光譜儀，FTIR 具備以下顯著優點：

1. 多工優勢（Fellgett's Advantage）：傳統分光儀必須一次掃描單一波長，而 FTIR 藉由干涉儀可同時讓所有波長的紅外光穿透樣品並同時被偵測，大幅縮短了掃描時間（數秒內即可完成），且可快速多次掃描以提高訊號雜訊比（S/N ratio）。
2. 光通量優勢（Jacquinot's Advantage）：傳統儀器為了提高解析度必須縮小狹縫（Slit），這會大幅限制到達偵測器的光能量；FTIR 由於不需要狹縫，具有極高的光通量（Throughput），使得到達偵測器的光束能量更強，靈敏度與 S/N 比因而大幅提升。