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用于快速高效紅外光譜的ATR棱鏡 - 筱曉光子精品速遞⑨ 2021-09-08

一、產品介紹


微信圖片_20210908091831.jpg



ATR顧名思義是“衰減全反射”的縮寫,它是紅外光譜中使用的一種技術 。與常規紅外分析技術相比,ATR無需制樣,無需破壞樣品,能夠快速檢測分析微量樣品,可得到高質量的紅外譜圖,是目前應用最廣泛的采樣技術。而這款由Crystran制造的ATR平板顯得格外出眾,他們通常采用ZnSe,鍺,硅和KRS5制作ATR棱鏡,棱鏡角度為22.5°,30°,45°和60°,以適應各種幾何形狀,波長范圍和反射條件。

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二、技術參數

波長范圍

0.6-21μm

折射率

2.4028@10.6μm

反射損失

29.1%@10.6μm(2個表面)

吸收系數

0.0005 cm-1 @10.6 μm

剩余輻射峰

45.7μm

dn/dμ=0

5.5μm

密度

5.27 g/cc

熔點

1525°C

導熱系數

18 W m-1 K-1 at 298K

泊松比

0.28

分子量

144.33


微信圖片_20210908091920.jpg


 硒化鋅在紅外波段的光譜傳輸曲線 


微信圖片_20210908091939.jpg



 硒化鋅在可見光波段的光譜傳輸曲線 



No = Ordinary Ray
μmNoμmNoμmNo
0.54
2.67540.58
2.63120.62
2.5994
0.66
2.5755
0.7
2.55680.74
2.5418
0.78
2.5295
0.82
2.51930.86
2.5107
0.90
2.5034
0.94
2.49710.98
2.4916
1.0
2.48921.4
2.46091.8
2.4496
2.2
2.44372.6
2.44013.0
2.4376
3.4
2.43563.8
2.43394.2
2.4324
4.6
2.43095.0
2.42955.4
2.4281
5.8
2.42666.2
2.42516.6
2.4235
7.0
2.42187.4
2.42017.8
2.4183
8.2
2.41638.6
2.41439.0
2.4122
9.4
2.41009.8
2.407710.2
2.4053
10.6
2.402811.0
2.400111.4
2.3974
11.8
2.394512.2
2.391512.6
2.3883
13.0
2.385013.42.381613.8
2.3781
14.2
2.374414.6
2.370515.02.3665
15.4
2.362315.82.357916.2
2.3534
16.6
2.348717.0
2.343817.4
2.3387
17.8
2.333318.2
2.3278

 硒化鋅晶體的折射率 



三、工作原理


全反射(TIR)是一種眾所周知的現象,主要發生在光線大于臨界角由高折射率介質入射到低折射率介質時。盡管我們常常認為這種反射完全無損,或100%有效,但實際上光波在第二種介質中以很小的距離倏逝地穿透,這是一個與(a)折射率差異,(b)光束偏振和(c)入射角(盡管大于臨界角)這三個物理量有關的函數。這種現象就提供了通過尋找指示已知痕量化合物的特定吸收峰來對第二介質的性質進行光譜表征的機會:光源發出的光并不是全部被反射回來,而是經過穿透到試樣表面一定深度后再返回到表面,在這個過程中試樣在入射光頻率內產生選擇性吸收,反射光在該頻段的強度發生響應的衰減,從而產生紅外吸收圖譜,對樣品進行定性定量分析。

如圖所示,當像硒化鋅這樣的高折射率材料被制作成一個擴展的平面棱鏡時,測試光束可以通過它從一個面反射到另一個面。在每次反射時都有倏逝波傳播,如果表面上有測試液體,那么該液體的紅外特征就從測試光束中提取出來。這就產生了縮略語ATR中的術語“衰減”。這種技術對棱鏡的折射率有很高的要求,以避免樣品折射率的中和。


微信圖片_20210908092013.jpg


 ATR原理圖 

四、樣品測試






微信圖片_20210908092027.jpg


HeNe激光束在ZnSe ATR棱鏡中顯示出內部(菲涅耳)反射圖


由該ATR棱鏡中測試激光產生的內部反射圖表明,光源發出的光可以穿透試樣表面較大深度,這將有助于獲得高質量的紅外譜圖,大大提高采樣效率與精度,為微區樣品分析提供可能。












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