中红外指纹区成像仪

中红外指纹区成像仪

什么是指纹区域

目前可用的电磁源、光谱色散器件和探测器使在电磁波谱可见到近红外部分的低成本便携式光谱仪设备的开发成为可能。尽管已经报道了一些应用，但在电磁波谱区域内的有机成分识别是非常具有挑战性的，因为它对应于分子伸缩振动能级的泛音带。因此，该地区有机化合物的光谱特征往往不清楚，很难准确区分复杂混合物的各个成分。准确识别样品成分的理想方法是通过光谱中所谓的“指纹”区域的光谱，即基本分子能量带所在的区域。

指纹区域位于大约7m 和20m（500cm -1 至1450cm -1）之间，称为中远红外（MIR），可用于区别不同化合物结构上的微小差异。犹如人的指纹，故称为指纹区。指纹区的红外吸收光谱很复杂，能反映分子结构的细微变化。这个区域的振动类型复杂而且重叠，特征性差，但对分子结构的变化高度敏感，只要分子结构上有微小的变化，都会引起这部分光谱的明显改变。

图通过显示在指纹区域典型有机化合物的吸收特征，而图中左侧所示的近红外谐波区域则没有这种特征。

红外光谱指纹区的特点： 

l 多峰性

l 峰特征性

l 峰移动性

l 精细性

红外指纹成像光谱仪

INO 在MEMS 开发方面的背景使其在开发在红外指纹光谱区域的微型成像光谱仪器方面处于优势地位。这主要归功于INO 作为微测辐射热计传感器发展的世界领先者的地位。与傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）中使用的制冷红外成像阵列相比，微测辐射热计传感器非制冷，体积小， 价格便宜，是小型化，低成本红外光谱成像系统的理想选择。此外，INO 开发了一种在微测辐射热计阵列像素上沉积金黑宽带吸收体的工艺。

与标准测辐射热计吸光度相比，金黑吸收器将测辐射热计的吸光度提高了两倍，因此灵敏度提高了2 倍。金 - 黑吸收体还允许前所未有的大波长吸收范围：从电磁波谱的可见光到太赫兹区域。

由于几种微机电“MEMS”技术的融合，光谱学世界正在经历变化。 MEMS 微测辐射热计阵列与MEMS 扫描法布里 - 珀罗干涉仪和小型化成像透镜的集成使得能够创建小型，低成本的高光谱成像仪器，可以在电磁频谱的红外“指纹”区域工作。到目前为止，这主要是大型，昂贵的基于傅立叶变换干涉仪（FTIR）的仪器领域。这些仪器通常仅限于实验室环境，由经过培训的专家操作。小型、低成本的成像光谱仪的出现将极大地减少这些设备进入的障碍，使得这些技术在实验室外得到更广泛的应用。随后，在农业和食品质量，先进制造业，生物医学，国防和安全等领域设想开发一系列新应用。