Fourier-transform infrared spectroscopy
फूरियर-ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफ. टी. आई. आर.) एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग ठोस, तरल या गैस के अवशोषण या उत्सर्जन के इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। एक एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर एक साथ एक विस्तृत वर्णक्रमीय सीमा पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन वर्णक्रमीय डेटा एकत्र करता है। यह एक फैलाव स्पेक्ट्रोमीटर पर एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, जो एक समय में तरंग दैर्ध्य की एक संकीर्ण सीमा पर तीव्रता को मापता है। फूरियर-ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी शब्द इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि कच्चे डेटा को वास्तविक स्पेक्ट्रम में बदलने के लिए एक फूरियर परिवर्तन (एक गणितीय प्रक्रिया) की आवश्यकता होती है। अवधारणात्मक परिचय अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों (एफ. टी. आई. आर., पराबैंगनी-दृश्यमान (यू. वी.-विज़) स्पेक्ट्रोस्कोपी, आदि) का लक्ष्य। यह मापने के लिए है कि प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर एक नमूना कितना प्रकाश अवशोषित करता है। ऐसा करने का सबसे सीधा तरीका, "डिस्पर्सिव स्पेक्ट्रोस्कोपी" तकनीक, एक नमूने पर एक एकवर्णी प्रकाश किरण को चमकाना है, यह मापना है कि प्रकाश कितना अवशोषित होता है, और प्रत्येक अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के लिए दोहराया जाता है। (उदाहरण के लिए, कुछ यूवी-विस स्पेक्ट्रोमीटर इस तरह काम करते हैं।) समान जानकारी प्राप्त करने के लिए फूरियर-ट्रांसफॉर्म स्पेक्ट्रोस्कोपी एक कम सहज ज्ञान युक्त तरीका है। नमूने पर प्रकाश की एकवर्णी किरण (केवल एक तरंग दैर्ध्य से बनी एक किरण) को चमकाने के बजाय, यह तकनीक एक बार में प्रकाश की कई आवृत्तियों वाली किरण को चमकाती है और यह मापती है कि उस किरण का कितना हिस्सा नमूने द्वारा अवशोषित किया जाता है। इसके बाद, बीम को आवृत्तियों के एक अलग संयोजन को शामिल करने के लिए संशोधित किया जाता है, जिससे दूसरा डेटा बिंदु मिलता है। इस प्रक्रिया को कम समय में कई बार तेजी से दोहराया जाता है। इसके बाद, एक कंप्यूटर इस सभी डेटा को लेता है और यह अनुमान लगाने के लिए पीछे की ओर काम करता है कि प्रत्येक तरंग दैर्ध्य पर अवशोषण क्या है। ऊपर वर्णित किरण एक ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत से शुरू होकर उत्पन्न होती है-जिसमें मापी जाने वाली तरंग दैर्ध्य का पूरा वर्णक्रम होता है। प्रकाश एक मिशेलसन इंटरफेरोमीटर में चमकता है-दर्पणों का एक निश्चित विन्यास, जिसमें से एक मोटर द्वारा स्थानांतरित किया जाता है। जैसे-जैसे यह दर्पण चलता है, किरण में प्रकाश की प्रत्येक तरंग दैर्ध्य समय-समय पर तरंग हस्तक्षेप के कारण इंटरफेरोमीटर द्वारा अवरुद्ध, संचारित, अवरुद्ध, संचारित होती है। अलग-अलग तरंग दैर्ध्य को अलग-अलग दरों पर संशोधित किया जाता है, ताकि प्रत्येक क्षण या दर्पण स्थिति में इंटरफेरोमीटर से निकलने वाली किरण का एक अलग स्पेक्ट्रम हो। जैसा कि उल्लेख किया गया है, कच्चे डेटा (प्रत्येक दर्पण स्थिति के लिए प्रकाश अवशोषण) को वांछित परिणाम (प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए प्रकाश अवशोषण) में बदलने के लिए कंप्यूटर प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है। आवश्यक प्रसंस्करण एक सामान्य एल्गोरिथ्म साबित होता है जिसे फूरियर परिवर्तन कहा जाता है। फूरियर परिवर्तन एक क्षेत्र को (इस मामले में दर्पण का विस्थापन सेमी में) अपने व्युत्क्रम क्षेत्र (वेवनम्बर को सेमी-1 में) में परिवर्तित करता है। रॉ डेटा को "इंटरफेरोग्राम" कहा जाता है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम को रिकॉर्ड करने में सक्षम पहला कम लागत वाला स्पेक्ट्रोफोटोमीटर 1957 में निर्मित पर्किन-एल्मर इन्फ्राकॉर्ड था। इस उपकरण ने तरंग दैर्ध्य सीमा को 2.5 माइक्रोन से 15 माइक्रोन (तरंग संख्या सीमा 4,000 से. मी.-1 से 660 से. मी.-1) तक कवर किया। निम्न तरंगदैर्घ्य सीमा को एक मौलिक आणविक कंपन के कारण उच्चतम ज्ञात कंपन आवृत्ति को शामिल करने के लिए चुना गया था। ऊपरी सीमा इस तथ्य से लगाई गई थी कि फैलाने वाला तत्व चट्टान-नमक (सोडियम क्लोराइड) के एकल क्रिस्टल से बना एक प्रिज्म था, जो लगभग 15 माइक्रोन से अधिक तरंग दैर्ध्य पर अपारदर्शी हो जाता है; इस वर्णक्रमीय क्षेत्र को चट्टान-नमक क्षेत्र के रूप में जाना जाने लगा। बाद के उपकरणों ने 25 माइक्रोन (400 सेमी-1) और सीज़ियम आयोडाइड 50 माइक्रोन (200 सेमी-1) तक सीमा बढ़ाने के लिए पोटेशियम ब्रोमाइड प्रिज्म का उपयोग किया। 50 माइक्रोन मीटर (200 से. मी.-1) से परे का क्षेत्र दूर-अवरक्त क्षेत्र के रूप में जाना जाने लगा; बहुत लंबी तरंग दैर्ध्य पर यह माइक्रोवेव क्षेत्र में मिल जाता है। सुदूर अवरक्त में मापन के लिए प्रिज्म को फैलाने वाले तत्वों के रूप में बदलने के लिए सटीक रूप से शासित विवर्तन ग्रेटिंग के विकास की आवश्यकता थी, क्योंकि इस क्षेत्र में नमक के क्रिस्टल अपारदर्शी होते हैं। विकिरण की कम ऊर्जा के कारण बोलोमीटर की तुलना में अधिक संवेदनशील डिटेक्टरों की आवश्यकता थी। इनमें से एक गोले डिटेक्टर था। एक अतिरिक्त मुद्दा वायुमंडलीय जल वाष्प को बाहर करने की आवश्यकता है क्योंकि इस क्षेत्र में जल वाष्प का एक तीव्र शुद्ध घूर्णन स्पेक्ट्रम है। सुदूर-अवरक्त स्पेक्ट्रोफोटोमीटर बोझिल, धीमे और महंगे थे। मिशेलसन इंटरफेरोमीटर के फायदे सर्वविदित थे, लेकिन एक वाणिज्यिक उपकरण के निर्माण से पहले काफी तकनीकी कठिनाइयों को दूर करना पड़ा। इसके अलावा आवश्यक फूरियर परिवर्तन करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर की आवश्यकता थी, और यह केवल पी. डी. पी.-8 जैसे लघु कंप्यूटरों के आगमन के साथ व्यावहारिक हो गया, जो 1965 में उपलब्ध हुआ। डिजीलैब ने 1969 में दुनिया के पहले वाणिज्यिक एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर (मॉडल एफ. टी. एस.-14) का बीड़ा उठाया (डिजीलैब एफ. टी. आई. आर. अब वेरियन से स्पेक्ट्रोस्कोपी व्यवसाय हासिल करने के बाद एजिलेंट प्रौद्योगिकियों की आणविक उत्पाद श्रृंखला का एक हिस्सा हैं)। एफ. टी. आई. आर. के लिए अनुकूलित एक मिशेलसन इंटरफेरोमीटर में, पॉलीक्रोमेटिक अवरक्त स्रोत से प्रकाश, लगभग एक ब्लैक-बॉडी रेडिएटर, को टकराया जाता है और एक बीम स्प्लिटर की ओर निर्देशित किया जाता है। आदर्श रूप से प्रकाश का 50 प्रतिशत स्थिर दर्पण की ओर अपवर्तित होता है और 50 प्रतिशत गतिशील दर्पण की ओर प्रेषित होता है। प्रकाश दो दर्पणों से बीम स्प्लिटर पर वापस परावर्तित होता है और मूल प्रकाश का कुछ अंश नमूना डिब्बे में जाता है। वहाँ, प्रकाश नमूने पर केंद्रित है। नमूना डिब्बे को छोड़ने पर प्रकाश को डिटेक्टर पर फिर से केंद्रित किया जाता है। इंटरफेरोमीटर से दोनों भुजाओं के बीच ऑप्टिकल पथ की लंबाई में अंतर को मंदता या ऑप्टिकल पथ अंतर (ओ. पी. डी.) के रूप में जाना जाता है। एक इंटरफेरोग्राम मंदता को बदलकर और मंदता के विभिन्न मूल्यों के लिए डिटेक्टर से संकेत को रिकॉर्ड करके प्राप्त किया जाता है। जब कोई नमूना मौजूद नहीं होता है तो इंटरफेरोग्राम का रूप स्रोत की तीव्रता में भिन्नता और तरंग दैर्ध्य के साथ स्प्लिटर दक्षता जैसे कारकों पर निर्भर करता है। इसका परिणाम शून्य मंदता पर अधिकतम होता है, जब सभी तरंग दैर्ध्य पर रचनात्मक हस्तक्षेप होता है, जिसके बाद "विगल्स" की श्रृंखला होती है। इंटरफेरोग्राम में अधिकतम तीव्रता के बिंदु का पता लगाकर शून्य मंदता की स्थिति का सटीक निर्धारण किया जाता है। जब एक नमूना मौजूद होता है तो पृष्ठभूमि इंटरफेरोग्राम को नमूने में अवशोषण बैंड की उपस्थिति द्वारा संशोधित किया जाता है। वाणिज्यिक स्पेक्ट्रोमीटर पथ अंतर उत्पन्न करने के लिए विभिन्न स्कैनिंग तंत्रों के साथ मिशेलसन इंटरफेरोमीटर का उपयोग करते हैं। इन सभी व्यवस्थाओं के लिए सामान्य यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि दोनों किरणें ठीक उसी तरह फिर से जुड़ें जैसे सिस्टम स्कैन करता है। सबसे सरल प्रणालियों में एक समतल दर्पण होता है जो एक किरण के मार्ग को बदलने के लिए रैखिक रूप से चलता है। इस व्यवस्था में चलने वाले दर्पण को झुकना या हिलाना नहीं चाहिए क्योंकि यह प्रभावित करेगा कि बीम कैसे ओवरलैप करते हैं क्योंकि वे फिर से जुड़ते हैं। कुछ प्रणालियों में एक क्षतिपूर्ति तंत्र शामिल होता है जो संरेखण बनाए रखने के लिए स्वचालित रूप से एक दर्पण के अभिविन्यास को समायोजित करता है। इस समस्या से बचने वाली व्यवस्थाओं में समतल दर्पणों के बजाय घन कोने परावर्तकों का उपयोग करना शामिल है क्योंकि इनमें अभिविन्यास की परवाह किए बिना किसी भी आपतित किरण को समानांतर दिशा में वापस करने का गुण होता है। जिन प्रणालियों में पथ अंतर एक रोटरी आंदोलन द्वारा उत्पन्न होता है, वे बहुत सफल साबित हुए हैं। एक सामान्य प्रणाली में एक बीम में समानांतर दर्पणों की एक जोड़ी शामिल होती है जिसे लौटने वाले बीम को विस्थापित किए बिना पथ को बदलने के लिए घुमाया जा सकता है। दूसरा दोहरे पेंडुलम डिजाइन है जहां इंटरफेरोमीटर की एक भुजा में पथ बढ़ता है क्योंकि दूसरे में पथ कम हो जाता है। एक बिल्कुल अलग दृष्टिकोण में के. बी. आर. जैसी आई. आर.-पारदर्शी सामग्री के एक हिस्से को एक बीम में स्थानांतरित करना शामिल है। बीम में के. बी. आर. की मोटाई बढ़ाने से ऑप्टिकल पथ बढ़ जाता है क्योंकि अपवर्तक सूचकांक हवा की तुलना में अधिक होता है। इस दृष्टिकोण की एक सीमा यह है कि तरंग दैर्ध्य सीमा पर अपवर्तक सूचकांक की भिन्नता तरंग दैर्ध्य अंशांकन की सटीकता को सीमित करती है। इंटरफेरोग्राम को मापना और संसाधित करना इंटरफेरोग्राम को शून्य पथ अंतर से अधिकतम लंबाई तक मापा जाना चाहिए जो आवश्यक संकल्प पर निर्भर करता है। व्यवहार में स्कैन शून्य के दोनों ओर हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप दो तरफा इंटरफेरोग्राम हो सकता है। मैकेनिकल डिजाइन की सीमाओं का मतलब यह हो सकता है कि उच्चतम रिज़ॉल्यूशन के लिए स्कैन केवल शून्य के एक तरफ अधिकतम ओ. पी. डी. तक चलता है। इंटरफेरोग्राम को फूरियर परिवर्तन द्वारा स्पेक्ट्रम में परिवर्तित किया जाता है। इसके लिए इसे दो किरणों के बीच पथ अंतर के समान अंतराल पर मूल्यों की एक श्रृंखला के रूप में डिजिटल रूप में संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है। पथ अंतर को मापने के लिए इंटरफेरोमीटर के माध्यम से एक लेजर बीम भेजा जाता है, जिससे एक साइनसॉइडल संकेत उत्पन्न होता है जहां क्रमिक अधिकतम के बीच का अलगाव लेजर की तरंग दैर्ध्य के बराबर होता है (आमतौर पर 633 एनएम हेने लेजर का उपयोग किया जाता है)। यह हर बार जब लेजर संकेत शून्य से गुजरता है तो आई. आर. संकेत को मापने के लिए एक एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर को ट्रिगर कर सकता है। वैकल्पिक रूप से, लेजर और आई. आर. संकेतों को इंटरपोलेशन द्वारा निर्धारित किए जा रहे लेजर संकेत शून्य क्रॉसिंग के अनुरूप बिंदुओं पर आई. आर. संकेत के साथ छोटे अंतराल पर समकालिक रूप से मापा जा सकता है। यह दृष्टिकोण एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स के उपयोग की अनुमति देता है जो उन कन्वर्टर्स की तुलना में अधिक सटीक और सटीक होते हैं जिन्हें ट्रिगर किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम शोर होता है। फूरियर परिवर्तन का परिणाम असतत तरंग दैर्ध्य की एक श्रृंखला में संकेत का एक वर्णक्रम है। गणना में उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य की सीमा इंटरफेरोग्राम में डेटा बिंदुओं के पृथक्करण से सीमित होती है। सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य जिसे पहचाना जा सकता है, वह इन डेटा बिंदुओं के बीच के अलगाव का दोगुना है। उदाहरण के लिए, () पर एक हेनी संदर्भ लेजर की प्रति तरंग दैर्ध्य एक बिंदु के साथ सबसे छोटी तरंग दैर्ध्य () होगी। अलियासिंग के कारण, कम तरंग दैर्ध्य पर किसी भी ऊर्जा की व्याख्या लंबी तरंग दैर्ध्य से आने के रूप में की जाएगी और इसलिए इसे ऑप्टिकल या इलेक्ट्रॉनिक रूप से न्यूनतम किया जाना चाहिए। वर्णक्रमीय संकल्प, अर्थात। जिन तरंग दैर्ध्य को अलग किया जा सकता है, उनके बीच का अलगाव अधिकतम ओ. पी. डी. द्वारा निर्धारित किया जाता है। फूरियर परिवर्तन की गणना में उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य ऐसी होती है कि तरंग दैर्ध्य की एक सटीक संख्या इंटरफेरोग्राम की लंबाई में शून्य से अधिकतम ओ. पी. डी. तक फिट होती है क्योंकि यह उनके योगदान को ऑर्थोगोनल बनाता है। इसके परिणामस्वरूप समान आवृत्ति अंतरालों द्वारा अलग किए गए बिंदुओं के साथ एक स्पेक्ट्रम होता है। अधिकतम पथ अंतर के लिए इंटरफेरोग्राम में क्रमशः आसन्न तरंग दैर्ध्य और चक्र होंगे। संबंधित आवृत्तियाँ हैं ν1 और ν2: {। d = nλ1।। और d = (n + 1) λ2।-। λ1 = d/n। और λ2 = d/(n + 1)।-। ν1 = 1/λ1।। और ν2 = 1/λ2।-। ν1 = n/d।। और ν2 = (n + 1)/d।-|colspan = 2। ν2 − ν1 = 1/d। यह पृथक्करण अधिकतम ओ. पी. डी. का व्युत्क्रम है। उदाहरण के लिए, 2 से. मी. की अधिकतम ओ. पी. डी. के परिणामस्वरूप ओ. पी. डी. अलग हो जाता है। यह इस अर्थ में वर्णक्रमीय संकल्प है कि एक बिंदु पर मान आसन्न बिंदुओं पर मानों से स्वतंत्र है। अधिकांश उपकरणों को अलग-अलग ओ. पी. डी. चुनकर अलग-अलग संकल्पों पर संचालित किया जा सकता है। नियमित विश्लेषण के लिए उपकरणों में आम तौर पर सबसे अच्छा रिज़ॉल्यूशन होता है, जबकि स्पेक्ट्रोमीटर को 10 मीटर के अधिकतम ओ. पी. डी. के अनुरूप उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ बनाया गया है। इंटरफेरोग्राम में शून्य पथ अंतर के अनुरूप बिंदु की पहचान की जानी चाहिए, आमतौर पर यह मानते हुए कि यह वह जगह है जहाँ अधिकतम संकेत होता है। यह तथाकथित सेंटरबर्स्ट वास्तविक दुनिया के स्पेक्ट्रोमीटरों में हमेशा सममित नहीं होता है इसलिए एक चरण सुधार की गणना करनी पड़ सकती है। इंटरफेरोग्राम संकेत पथ अंतर बढ़ने के साथ क्षय हो जाता है, क्षय की दर स्पेक्ट्रम में विशेषताओं की चौड़ाई से विपरीत रूप से संबंधित होती है। यदि ओ. पी. डी. इतना बड़ा नहीं है कि इंटरफेरोग्राम संकेत को नगण्य स्तर तक क्षय होने दे, तो परिणामी स्पेक्ट्रम में सुविधाओं से जुड़े अवांछित दोलन या साइडलोब्स होंगे। इन साइडलोब्स को कम करने के लिए इंटरफेरोग्राम को आमतौर पर एक ऐसे कार्य से गुणा किया जाता है जो अधिकतम ओ. पी. डी. पर शून्य तक पहुंच जाता है। यह तथाकथित अपोडाइजेशन किसी भी साइडलोब्स के आयाम को कम करता है और रिज़ॉल्यूशन में कुछ कमी की कीमत पर शोर स्तर को भी कम करता है। त्वरित गणना के लिए इंटरफेरोग्राम में अंकों की संख्या को दो की शक्ति के बराबर होना चाहिए। इसे प्राप्त करने के लिए मापा गया इंटरफेरोग्राम में शून्य की एक स्ट्रिंग जोड़ी जा सकती है। अंतिम स्पेक्ट्रम की उपस्थिति में सुधार के लिए शून्य भरने नामक प्रक्रिया में अधिक शून्य जोड़े जा सकते हैं, हालांकि संकल्प में कोई सुधार नहीं हुआ है। वैकल्पिक रूप से, फूरियर परिवर्तन के बाद अंतर्वेशन एक समान परिणाम देता है। लाभ एक स्कैनिंग (फैलाव) स्पेक्ट्रोमीटर की तुलना में एक एफ. टी. स्पेक्ट्रोमीटर के लिए तीन प्रमुख लाभ हैं। मल्टीप्लेक्स या फेलगेट का लाभ। यह इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि सभी तरंग दैर्ध्य से जानकारी एक साथ एकत्र की जाती है। इसके परिणामस्वरूप एक निश्चित डिटेक्टर शोर योगदान द्वारा सीमित टिप्पणियों के लिए दिए गए स्कैन-समय के लिए उच्च संकेत-से-शोर अनुपात होता है (आमतौर पर थर्मल अवरक्त वर्णक्रमीय क्षेत्र में जहां एक फोटोडिटेक्टर पीढ़ी-संयोजन शोर द्वारा सीमित होता है)। m विभेदन तत्वों वाले स्पेक्ट्रम के लिए, यह वृद्धि m के वर्गमूल के बराबर है। वैकल्पिक रूप से, यह दिए गए विभेदन के लिए एक छोटे स्कैन-समय की अनुमति देता है। व्यवहार में कई स्कैन अक्सर औसत होते हैं, जो स्कैन की संख्या के वर्गमूल द्वारा संकेत-से-शोर अनुपात को बढ़ाते हैं। थ्रूपुट या जैकविनॉट का लाभ। इसका परिणाम यह है कि एक फैलाव उपकरण में, मोनोक्रोमेटर में प्रवेश और निकास दरारें होती हैं जो इसके माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को प्रतिबंधित करती हैं। इंटरफेरोमीटर थ्रूपुट केवल स्रोत से आने वाले कॉलिमेटेड बीम के व्यास से निर्धारित होता है। हालांकि किसी स्लिट्स की आवश्यकता नहीं है, एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर को इंटरफेरोमीटर में कॉलिमेटेड बीम के अभिसरण को प्रतिबंधित करने के लिए एक एपर्चर की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अभिसारी किरणों को अलग-अलग आवृत्तियों पर संशोधित किया जाता है क्योंकि पथ अंतर भिन्न होता है। इस तरह के छिद्र को जैकविनॉट स्टॉप कहा जाता है। किसी दिए गए रिज़ॉल्यूशन और तरंग दैर्ध्य के लिए यह गोलाकार छिद्र एक स्लिट की तुलना में अधिक प्रकाश की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च संकेत-से-शोर अनुपात होता है। तरंगदैर्घ्य सटीकता या कॉन का लाभ। तरंगदैर्ध्य पैमाने को ज्ञात तरंगदैर्ध्य के लेजर बीम द्वारा कैलिब्रेट किया जाता है जो इंटरफेरोमीटर से गुजरता है। यह फैलाव उपकरणों की तुलना में बहुत अधिक स्थिर और सटीक है जहां पैमाना विवर्तन ग्रेटिंग की यांत्रिक गति पर निर्भर करता है। व्यवहार में, सटीकता इंटरफेरोमीटर में बीम के विचलन से सीमित होती है जो संकल्प पर निर्भर करती है। एक अन्य मामूली लाभ आवारा प्रकाश के प्रति कम संवेदनशीलता है, जो कि स्पेक्ट्रम में दूसरी तरंग दैर्ध्य पर दिखाई देने वाली एक तरंग दैर्ध्य का विकिरण है। फैलाव उपकरणों में, यह विवर्तन ग्रेटिंग और आकस्मिक प्रतिबिंबों में खामियों का परिणाम है। एफ. टी. उपकरणों में कोई प्रत्यक्ष समतुल्य नहीं है क्योंकि स्पष्ट तरंग दैर्ध्य इंटरफेरोमीटर में मॉड्यूलेशन आवृत्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है। रिज़ॉल्यूशन इंटरफेरोग्राम लंबाई के आयाम से संबंधित है। फूरियर परिवर्तन (एफ. टी.) आयाम को उलट देता है, इसलिए इंटरफेरोग्राम का एफ. टी. पारस्परिक लंबाई आयाम ([एल-1]) में आता है, जो तरंग संख्या का आयाम है। से. मी.-1 में वर्णक्रमीय संकल्प से. मी. में अधिकतम मंदता के पारस्परिक के बराबर है। इस प्रकार एक 4 सेमी-1 संकल्प प्राप्त किया जाएगा यदि अधिकतम मंदता 0.25 सेमी है; यह सस्ते एफ. टी. आई. आर उपकरणों की विशिष्टता है। अधिकतम मंदता को बढ़ाकर बहुत अधिक संकल्प प्राप्त किया जा सकता है। यह आसान नहीं है, क्योंकि चलने वाले दर्पण को लगभग सही सीधी रेखा में यात्रा करनी चाहिए। समतल दर्पणों के स्थान पर कोने-घन दर्पणों का उपयोग सहायक होता है, क्योंकि कोने-घन दर्पण से निकलने वाली किरण आने वाली किरण के समानांतर होती है, चाहे प्रकाश किरण की धुरी के लंबवत अक्षों के बारे में दर्पण का अभिविन्यास कुछ भी हो। 1966 में जेनाइन कॉनेस ने शुक्र के वायुमंडल के तापमान को शुक्र के कार्बन डाइऑक्साइड के कंपन-घूर्णन स्पेक्ट्रम को 0.1 सेमी-1 रिज़ॉल्यूशन पर दर्ज करके मापा। माइकलसन ने स्वयं अपने इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम में हाइड्रोजन Hα उत्सर्जन बैंड को उसके दो घटकों में हल करने का प्रयास किया। p25 0.001 cm−1 रिज़ॉल्यूशन वाला एक स्पेक्ट्रोमीटर अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन एफ. टी. आई. आर. के लिए थ्रूपुट लाभ महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक ही रिज़ॉल्यूशन वाले फैलाव उपकरण में मोनोक्रोमेटर में बहुत संकीर्ण प्रवेश और निकास दरारें होंगी। अभिप्रेरणा एफ. टी. आई. आर. अवरक्त अवशोषण और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा को मापने की एक विधि है। इस चर्चा के लिए कि लोग अवरक्त अवशोषण और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा को क्यों मापते हैं, अर्थात। क्यों और कैसे पदार्थ अवरक्त प्रकाश को अवशोषित करते हैं और उत्सर्जित करते हैं, लेखः अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी देखें। घटक आई. आर. स्रोत एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग ज्यादातर मध्य और निकट आई. आर. क्षेत्रों में माप के लिए किया जाता है। मध्य-IR क्षेत्र के लिए, 2−25 माइक्रोन (5,000-400 cm−1), सबसे आम स्रोत एक सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) तत्व है जिसे लगभग (ग्लोबर) तक गर्म किया जाता है। आउटपुट ब्लैकबॉडी के समान है। निकट-IR की छोटी तरंग दैर्ध्य, 1 − 2.5 माइक्रोन (10,000-4,000 से. मी. −1), के लिए एक उच्च तापमान स्रोत की आवश्यकता होती है, आमतौर पर एक टंगस्टन-हेलोजन लैंप। क्वार्ट्ज लिफाफे के अवशोषण से इनकी लंबी तरंग दैर्ध्य उत्पादन लगभग 5 माइक्रोन (2,000 से. मी.-1) तक सीमित है। सुदूर-आई. आर. के लिए, विशेष रूप से 50 माइक्रोन (200 से. मी.-1) से अधिक तरंग दैर्ध्य पर एक पारा निर्वहन दीपक तापीय स्रोत की तुलना में अधिक उत्पादन देता है। डिटेक्टर फार-आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर आमतौर पर पायरोइलेक्ट्रिक डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं जो तापमान में परिवर्तन का जवाब देते हैं क्योंकि उन पर पड़ने वाले आई. आर. विकिरण की तीव्रता भिन्न होती है। इन डिटेक्टरों में संवेदनशील तत्व या तो ड्यूटेरेटेड ट्राइग्लाइसिन सल्फेट (डी. टी. जी. एस.) या लिथियम टैंटैलेट (एल. आई. टी. ए. ओ. 3) होते हैं। ये डिटेक्टर परिवेश के तापमान पर काम करते हैं और अधिकांश नियमित अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त संवेदनशीलता प्रदान करते हैं। सर्वोत्तम संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए स्कैन का समय आम तौर पर कुछ सेकंड होता है। कूल्ड फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टरों को उच्च संवेदनशीलता या तेज प्रतिक्रिया की आवश्यकता वाली स्थितियों के लिए नियोजित किया जाता है। तरल नाइट्रोजन ठंडा पारा कैडमियम टेलुराइड (एम. सी. टी.) डिटेक्टर मध्य-आई. आर. में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इन डिटेक्टरों के साथ एक इंटरफेरोग्राम को 10 मिलीसेकंड में मापा जा सकता है। अनकूल्ड इंडियम गैलियम आर्सेनाइड फोटोडायोड्स या डी. टी. जी. एस. निकट-आई. आर. प्रणालियों में सामान्य विकल्प हैं। फार-आईआर में बहुत संवेदनशील तरल-हीलियम-कूल्ड सिलिकॉन या जर्मेनियम बोलोमीटर का उपयोग किया जाता है जहां स्रोत और बीमस्प्लिटर्स दोनों अक्षम होते हैं। बीम स्प्लिटर एक आदर्श बीम-स्प्लिटर आपतित विकिरण का 50 प्रतिशत संचारित और परावर्तित करता है। हालाँकि, चूंकि किसी भी सामग्री में ऑप्टिकल संचरण की एक सीमित सीमा होती है, इसलिए कई बीम-स्प्लिटर्स का उपयोग एक विस्तृत वर्णक्रमीय सीमा को कवर करने के लिए एक दूसरे के स्थान पर किया जा सकता है। मध्य-आई. आर. क्षेत्र के लिए बीमस्प्लिटर आमतौर पर के. बी. आर. से जर्मेनियम-आधारित कोटिंग के साथ बनाया जाता है जो इसे अर्ध-परावर्तक बनाता है। के. बी. आर. 25 माइक्रोन (400 से. मी.-1) से अधिक तरंग दैर्ध्य पर दृढ़ता से अवशोषित होता है इसलिए सी. एस. आई. या के. आर. एस.-5 का उपयोग कभी-कभी लगभग 50 माइक्रोन (200 से. मी.-1) तक सीमा बढ़ाने के लिए किया जाता है। ZnSe एक विकल्प है जहाँ नमी वाष्प एक समस्या हो सकती है लेकिन लगभग 20 माइक्रोन (500 सेमी-1) तक सीमित है। के. एफ़. 2 निकट-आई. आर. के लिए सामान्य सामग्री है, जो के. बी. आर. की तुलना में नमी के प्रति कठिन और कम संवेदनशील दोनों है, लेकिन इसका उपयोग लगभग 8 माइक्रोन (1,200 से. मी.-1) से अधिक नहीं किया जा सकता है। एक साधारण मिशेलसन इंटरफेरोमीटर में एक बीम बीमस्प्लिटर के माध्यम से दो बार गुजरती है लेकिन दूसरी केवल एक बार गुजरती है। इसे ठीक करने के लिए समान मोटाई की एक अतिरिक्त क्षतिपूर्ति प्लेट को शामिल किया जाता है। सुदूर-आई. आर. बीमस्प्लिटर्स ज्यादातर बहुलक फिल्मों पर आधारित होते हैं और एक सीमित तरंग दैर्ध्य सीमा को कवर करते हैं। एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के थोक गुणों के बजाय ठोस या पतली फिल्म के नमूनों की सतह के गुणों को मापने के लिए एटेन्युएटेड टोटल रिफ्लेक्टेंस (ए. टी. आर.) एक सहायक उपकरण है। आम तौर पर, ए. टी. आर. में नमूना स्थितियों के आधार पर लगभग 1 या 2 माइक्रोमीटर की प्रवेश गहराई होती है। फोरियर परिवर्तन व्यवहार में इंटरफेरोग्राम में मंदता के असतत मूल्यों के लिए मापी गई तीव्रताओं का एक समूह होता है। क्रमिक मंदता मूल्यों के बीच का अंतर स्थिर है। इस प्रकार, एक असतत फूरियर परिवर्तन की आवश्यकता है। फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (एफ. एफ. टी.) एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। स्पेक्ट्रल रेंज फार-इन्फ्रारेड पहला एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर फार-इन्फ्रारेड रेंज के लिए विकसित किया गया था। इसका कारण अच्छे ऑप्टिकल प्रदर्शन के लिए आवश्यक यांत्रिक सहिष्णुता है, जो उपयोग किए जा रहे प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से संबंधित है। सुदूर अवरक्त की अपेक्षाकृत लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए, ~ 10 माइक्रोन सहिष्णुता पर्याप्त है, जबकि चट्टान-नमक क्षेत्र के लिए सहिष्णुता 1 माइक्रोन से बेहतर होनी चाहिए। एन. पी. एल. में विकसित और ग्रब पार्सन्स द्वारा विपणन किया गया घन इंटरफेरोमीटर एक विशिष्ट उपकरण था। इसने चलती दर्पण को चलाने के लिए एक स्टेपर मोटर का उपयोग किया, प्रत्येक चरण के पूरा होने के बाद डिटेक्टर प्रतिक्रिया को रिकॉर्ड किया। मध्य-अवरक्त सस्ते सूक्ष्म कंप्यूटरों के आगमन के साथ स्पेक्ट्रोमीटर को नियंत्रित करने, डेटा एकत्र करने, फूरियर परिवर्तन करने और स्पेक्ट्रम प्रस्तुत करने के लिए समर्पित एक कंप्यूटर होना संभव हो गया। इसने चट्टान-नमक क्षेत्र के लिए एफ. टी. आई. आर. स्पेक्ट्रोमीटर के विकास के लिए प्रोत्साहन प्रदान किया। अल्ट्रा-हाई प्रिसिशन ऑप्टिकल और मैकेनिकल घटकों के निर्माण की समस्याओं को हल करना पड़ा। उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है। यद्यपि उपकरण डिजाइन अधिक परिष्कृत हो गया है, बुनियादी सिद्धांत समान हैं। आजकल, इंटरफेरोमीटर का गतिशील दर्पण एक स्थिर वेग से चलता है, और हीलियम-नियॉन लेजर द्वारा प्रकाशित द्वितीयक इंटरफेरोमीटर के किनारों में शून्य-पार खोजने से इंटरफेरोग्राम का नमूना लिया जाता है। आधुनिक एफ. टी. आई. आर. प्रणालियों में स्थिर दर्पण वेग की सख्ती से आवश्यकता नहीं है, जब तक कि लेजर फ्रिंज और मूल इंटरफेरोग्राम को उच्च नमूना दर के साथ एक साथ दर्ज किया जाता है और फिर एक स्थिर ग्रिड पर फिर से इंटरपोलेट किया जाता है, जैसा कि जेम्स डब्ल्यू. ब्राल्ट द्वारा शुरू किया गया था। यह परिणामी अवरक्त स्पेक्ट्रम पर बहुत उच्च तरंग संख्या सटीकता प्रदान करता है और तरंग संख्या अंशांकन त्रुटियों से बचाता है। निकट-अवरक्त निकट-अवरक्त क्षेत्र चट्टान-नमक क्षेत्र और लगभग 750 एनएम पर दृश्य क्षेत्र की शुरुआत के बीच तरंग दैर्ध्य सीमा में फैला हुआ है। इस क्षेत्र में मौलिक कंपनों के स्वर देखे जा सकते हैं। इसका उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे प्रक्रिया नियंत्रण और रासायनिक इमेजिंग में किया जाता है। एफ. टी. आई. आर. अनुप्रयोगों का उपयोग उन सभी अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहां अतीत में एक फैलाव स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया गया था (बाहरी लिंक देखें)। इसके अलावा, बेहतर संवेदनशीलता और गति ने अनुप्रयोग के नए क्षेत्रों को खोल दिया है। स्पेक्ट्रा को उन स्थितियों में मापा जा सकता है जहां बहुत कम ऊर्जा डिटेक्टर तक पहुंचती है और इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग भूविज्ञान, रसायन विज्ञान, सामग्री, वनस्पति विज्ञान और जीव विज्ञान अनुसंधान क्षेत्रों में किया जाता है। नैनो और जैविक सामग्री एफ. टी. आई. आर. का उपयोग हाइड्रोफोबिक झिल्ली वातावरण में विभिन्न नैनोमटेरियल्स और प्रोटीन की जांच करने के लिए भी किया जाता है। अध्ययन एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन की रीढ़ के साथ किसी दिए गए स्थान पर ध्रुवीयता को सीधे निर्धारित करने के लिए एफ. टी. आई. आर. की क्षमता को दर्शाते हैं। एफ. टी. आई. आर. की मदद से विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक नैनोमटेरियल्स से जुड़ी बॉन्ड विशेषताओं और उनका मात्रात्मक विश्लेषण किया जा सकता है। सूक्ष्मदर्शी और इमेजिंग एक अवरक्त सूक्ष्मदर्शी नमूनों को देखने और स्पेक्ट्रा को 5 माइक्रोन के रूप में छोटे क्षेत्रों से मापने की अनुमति देता है। सूक्ष्मदर्शी को रैखिक या 2-डी सरणी डिटेक्टरों के साथ मिलाकर छवियां बनाई जा सकती हैं। स्थानिक संकल्प दसियों हज़ार पिक्सेल के साथ 5 माइक्रोन तक पहुँच सकता है। छवियों में प्रत्येक पिक्सेल के लिए एक स्पेक्ट्रम होता है और इसे किसी भी तरंग दैर्ध्य या तरंग दैर्ध्य के संयोजन पर तीव्रता दिखाने वाले मानचित्रों के रूप में देखा जा सकता है। यह नमूने के भीतर विभिन्न रासायनिक प्रजातियों के वितरण को देखने की अनुमति देता है। विशिष्ट अध्ययनों में पारंपरिक ऊतकीय विकृति विज्ञान के विकल्प के रूप में ऊतक वर्गों का विश्लेषण करना और औषधीय गोलियों की एकरूपता की जांच करना शामिल है। विवर्तन सीमा के नीचे नैनोस्केल और स्पेक्ट्रोस्कोपी एफ. टी. आई. आर. के स्थानिक संकल्प को निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी प्लेटफॉर्म को स्कैन करने में एकीकृत करके माइक्रोमीटर पैमाने के नीचे और सुधार किया जा सकता है। संबंधित तकनीक को नैनो-एफ. टी. आई. आर. कहा जाता है और यह अति-छोटी मात्रा (एकल वायरस और प्रोटीन परिसर) में और 10 से 20 एन. एम. स्थानिक संकल्प के साथ सामग्री पर ब्रॉडबैंड स्पेक्ट्रोस्कोपी करने की अनुमति देता है। क्रोमैटोग्राफी में डिटेक्टर के रूप में एफ. टी. आई. आर. एफ. टी. आई. आर. की गति यौगिकों से स्पेक्ट्रा प्राप्त करने की अनुमति देती है क्योंकि वे एक गैस क्रोमैटोग्राफ द्वारा अलग किए जाते हैं। हालाँकि इस तकनीक का उपयोग जी. सी.-एम. एस. (गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री) की तुलना में बहुत कम किया जाता है जो अधिक संवेदनशील है। जी. सी.-आई. आर. विधि विशेष रूप से आइसोमर्स की पहचान करने के लिए उपयोगी है, जिनके स्वभाव में समान द्रव्यमान होते हैं। द्रावक मौजूद होने के कारण तरल क्रोमैटोग्राफी अंश अधिक कठिन होते हैं। एक उल्लेखनीय अपवाद जेल पारगमन क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके पॉलीइथिलीन में आणविक आकार के एक कार्य के रूप में श्रृंखला शाखाओं को मापना है, जो क्लोरीनयुक्त विलायकों का उपयोग करके संभव है जिनके क्षेत्र में कोई अवशोषण नहीं है। टी. जी.-आई. आर. (थर्मोग्रैविमेट्रिक एनालिसिस-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमेट्री) एक सामग्री के रूप में विकसित गैस को मापने से वजन घटाने को मापकर प्रदान की गई विशुद्ध रूप से मात्रात्मक जानकारी के पूरक के रूप में प्रजातियों की गुणात्मक पहचान की अनुमति मिलती है। प्लास्टिक और कंपोजिट एफ. टी. आई. आर. विश्लेषण में पानी की मात्रा के निर्धारण का उपयोग काफी पतले प्लास्टिक और मिश्रित भागों में पानी की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है, आमतौर पर प्रयोगशाला सेटिंग में। इस तरह के एफ. टी. आई. आर. विधियों का उपयोग लंबे समय से प्लास्टिक के लिए किया जाता रहा है, और 2018 में समग्र सामग्री के लिए विस्तारित हो गया, जब इस विधि को क्राउक्लिस, गागानी और एक्टरमेयर द्वारा पेश किया गया था। एफ. टी. आई. आर. विधि लगभग 5,200 से. मी.-1 पर अवशोषण पट्टी के अधिकतम का उपयोग करती है जो सामग्री में वास्तविक पानी की मात्रा से संबंधित है। समान दूरी वाले डेटा में आवधिकता की गणना के लिए-असमान दूरी वाले डेटा में आवधिकता की गणना के लिए संदर्भ बाहरी लिंक इन्फ्राकॉर्ड स्पेक्ट्रोमीटर फोटोग्राफ ग्रब-पार्सन्स-एन. पी. एल. क्यूब इंटरफेरोमीटर स्पेक्ट्रोस्कोपी, डडली विलियम्स द्वारा भाग 2, पृष्ठ 81 इन्फ्रारेड सामग्री कई नमक क्रिस्टल और उपयोगी लिंक के गुण। ब्रिस्टल विश्वविद्यालय से विश्वविद्यालय एफ. टी. आई. आर. प्रयोगशाला का उदाहरण फूरियर विश्लेषण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी