[求助]想了解红外光谱仪发展简史

红外光谱仪的发展
第一台近红外光谱仪的分光系统（50年代后期）是滤光片分光系统，测量样品必须预先干燥，使其水分含量小于15%，然后样品经磨碎，使其粒径小于1毫米，并装样品池。此类仪器只能在单一或少数几个波长下测定（非连续波长），灵活性差，而且波长稳定性、重现性差，如样品的基体发生变化，往往会引起较大的测量误差！“滤光片”被称为第一代分光技术。
70年代中期至80年代，光栅扫描分光系统开始应用，但存在以下不足：扫描速度慢、波长重现性差，内部移动部件多。此类仪器最大的弱点是光栅或反光镜的机械轴长时间连续使用容易磨损，影响波长的精度和重现性，不适合作为过程分析仪器使用。“光栅”被称为第二代分光技术。
80年代中后期至90年代中前期，应用“傅立叶变换”分光系统，但是由于干涉计中动镜的存在，仪器的在线可靠性受到限制，特别是对仪器的使用和放置环境有严格要求，比如室温、湿度、杂散光、震动等。“傅立叶变换”被称为第三代分光技术。
90年代中期，开始有了应用二极管阵列技术的近红外光谱仪，这种近红外光谱仪采用固定光栅扫描方式，仪器的波长范围和分辨率有限，波长通常不超过1750nm。由于该波段检测到的主要是样品的三级和四级倍频，样品的摩尔吸收系数较低，因而需要的光程往往较长。“二极管阵列”被称为第四代分光技术。
90年代末，来自航天技术的“声光可调滤光器”（缩写为AOTF）技术的问世，被认为是“90年代近红外光谱仪最突出的进展”， AOTF是利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的光电器件，与通常的单色器相比，采用声光调制即通过超声射频的变化实现光谱扫描，光学系统无移动性部件，波长切换快、重现性好，程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性，尤其是外部防尘和内置的温、湿度集成控制装置，大大提高了仪器的环境适应性，加之全固态集成设计产生优异的避震性能，使其近年来在工业在线和现场（室外）分析中得到越来越广泛的应用，“声光可调滤光器”被称为第五代分光技术。
近红外光谱技术之所以能在短短的10多年内，在众多领域得到应用，进而在数据处理及仪器制造方面有如此迅速的发展，主要因为它在有机化合物的分析测定中有以下独特的优越性。
1.很多物质在近红外区域的吸收系数小，使分析过程变得简单：
作为分子振动能级跃迁产生的吸收光谱，近红外区域的倍频或合频吸收系数很小，一般较红外基频吸收低1~3个数量级，所以样品无需稀释即可直接测定，便于生产过程的实时测定。
2.适用于漫反射技术：
近红外区内光散射效应大，且穿透深度大，使得近红外光谱技术可以用于漫反射技术对样品直接测定。
3.近红外光可以在玻璃或石英介质中穿透：
近红外区的波长短，不被玻璃或石英介质所吸收。因而可以透过容器直接对样品进行测定。更重要的是使一般玻璃光纤或石英光纤可以用于近红外光谱技术，进而使传统的近红外光谱技术扩展到了工业生产过程分析及有毒有害情况下的在线检测。
4.操作费用低：
样品不需要预处理，操作费用低，仪器的高度自动化同时降低了对操作者的技能要求。
5.可以用于样品的定性，也可以得到精度很高的定量结果：
采用多元校正方法及一组已知的同类样品所建立的定量模型，可以快速得到相对误差小于0.5%的测定结果；定性分析采用识别分析程序，先取得一组已知样品的吸光度分布模型，再测得待定性样品在不同波长下的吸光度分布，用聚类原理确定样品是否属于已有的模型，即这一类已知的样品。
6.不破坏样品，不使用试剂，故不污染环境：
7.测试速度快：
近红外光谱的信息必须由计算机进行数据处理及统计分析，一般一个样品取得光谱数据后可以立刻得到定性或定量分析结果，整个过程可以在不到2min内完。
近红外光谱技术的另一个特点是通过1张光谱可以计算出样品的多种组成或性质数据。
8.不适合痕量分析及分散性样品的分析：前者是技术原因，后者是经济原因



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