Fourier-transform infrared spectroscopy
فورئیر-ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (ایف ٹی آئی آر) ایک ایسی تکنیک ہے جو کسی ٹھوس، مائع یا گیس کے جذب یا اخراج کے انفراریڈ سپیکٹرم کو حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ایک ایف ٹی آئی آر سپیکٹرومیٹر بیک وقت وسیع سپیکٹرم رینج پر ہائی ریزولوشن سپیکٹرم ڈیٹا اکٹھا کرتا ہے۔ یہ ایک منتشر سپیکٹرومیٹر کے مقابلے میں ایک اہم فائدہ فراہم کرتا ہے، جو ایک وقت میں طول موج کی ایک تنگ حد پر شدت کی پیمائش کرتا ہے۔ فورئیر-ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی کی اصطلاح اس حقیقت سے نکلتی ہے کہ خام ڈیٹا کو اصل سپیکٹرم میں تبدیل کرنے کے لیے ایک فورئیر ٹرانسفارم (ایک ریاضیاتی عمل) کی ضرورت ہوتی ہے۔ تصوراتی تعارف جذب سپیکٹروسکوپی تکنیکوں کا مقصد (ایف ٹی آئی آر، بالائے بنفشی نظر آنے والا ("یو وی ویز") سپیکٹروسکوپی وغیرہ) یہ اس بات کی پیمائش کرنے کے لیے ہے کہ ایک نمونہ ہر طول موج پر کتنی روشنی جذب کرتا ہے۔ ایسا کرنے کا سب سے سیدھا سیدھا طریقہ، "ڈسپرسیو سپیکٹروسکوپی" تکنیک، ایک نمونے پر یک رنگ روشنی کے بیم کو چمکانا، اس بات کی پیمائش کرنا ہے کہ کتنی روشنی جذب ہوتی ہے، اور ہر مختلف طول موج کے لیے دہرانا ہے۔ (اس طرح کچھ یو وی ویز سپیکٹرومیٹر کام کرتے ہیں، مثال کے طور پر۔) فورئیر-ٹرانسفارم سپیکٹروسکوپی ایک ہی معلومات حاصل کرنے کا کم بدیہی طریقہ ہے۔ نمونے پر روشنی کی یک رنگ بیم (صرف ایک طول موج پر مشتمل بیم) کو چمکانے کے بجائے، یہ تکنیک ایک بار میں روشنی کی بہت سی تعدد پر مشتمل بیم کو چمکاتی ہے اور اس بات کی پیمائش کرتی ہے کہ اس بیم کا کتنا حصہ نمونے کے ذریعے جذب ہوتا ہے۔ اگلا، بیم کو تعدد کے مختلف امتزاج پر مشتمل کرنے کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے، جس سے دوسرا ڈیٹا پوائنٹ ملتا ہے۔ یہ عمل مختصر وقت میں کئی بار تیزی سے دہرایا جاتا ہے۔ اس کے بعد، ایک کمپیوٹر یہ تمام ڈیٹا لیتا ہے اور یہ اندازہ لگانے کے لیے پیچھے کی طرف کام کرتا ہے کہ ہر طول موج پر جذب کیا ہے۔ اوپر بیان کردہ بیم براڈ بینڈ لائٹ سورس سے شروع کرکے تیار کیا جاتا ہے-جس میں پیمائش کی جانے والی طول موج کا مکمل سپیکٹرم ہوتا ہے۔ روشنی مائیکلسن انٹرفیرومیٹر میں چمکتی ہے-آئینے کی ایک مخصوص ترتیب، جس میں سے ایک موٹر کے ذریعے منتقل ہوتا ہے۔ جیسے جیسے یہ آئینہ حرکت کرتا ہے، بیم میں روشنی کی ہر طول موج کو وقتا فوقتا انٹرفیرومیٹر کے ذریعے لہر کی مداخلت کی وجہ سے بلاک، منتقل، بلاک، منتقل کیا جاتا ہے۔ مختلف طول موج کو مختلف شرحوں پر ماڈیول کیا جاتا ہے، تاکہ ہر لمحے یا آئینے کی پوزیشن پر انٹرفیرومیٹر سے نکلنے والی بیم کا ایک مختلف سپیکٹرم ہو۔ جیسا کہ ذکر کیا گیا ہے، خام ڈیٹا (ہر آئینے کی پوزیشن کے لیے روشنی کے جذب) کو مطلوبہ نتیجہ (ہر طول موج کے لیے روشنی کے جذب) میں تبدیل کرنے کے لیے کمپیوٹر پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ مطلوبہ پروسیسنگ ایک عام الگورتھم ثابت ہوتی ہے جسے فورئیر ٹرانسفارم کہا جاتا ہے۔ فورئیر ٹرانسفارم ایک ڈومین (اس صورت میں سی ایم میں آئینے کی نقل مکانی) کو اس کے الٹا ڈومین (سی ایم − 1 میں ویوین نمبر) میں تبدیل کرتا ہے۔ خام ڈیٹا کو "انٹرفیروگرام" کہا جاتا ہے۔ اورکت سپیکٹرم کو ریکارڈ کرنے کے قابل پہلا کم لاگت والا سپیکٹرو فوٹومیٹر 1957 میں تیار کیا گیا پرکن ایلمر انفراکارڈ تھا۔ اس آلے نے طول موج کی حد کو 2.5 مائیکرو میٹر سے 15 مائیکرو میٹر (طول موج کی حد 4,000 سینٹی میٹر −1 سے 660 سینٹی میٹر −1) تک احاطہ کیا۔ کم طول موج کی حد کو بنیادی سالماتی کمپن کی وجہ سے سب سے زیادہ معلوم کمپن تعدد کو شامل کرنے کے لیے منتخب کیا گیا تھا۔ اوپری حد اس حقیقت کی وجہ سے عائد کی گئی تھی کہ منتشر ہونے والا عنصر چٹان نمک (سوڈیم کلورائد) کے ایک واحد کرسٹل سے بنا ایک پرنزم تھا، جو تقریبا 15 مائیکرو میٹر سے زیادہ طول موج پر غیر شفاف ہو جاتا ہے۔ یہ سپیکٹرم خطہ چٹان نمک کے علاقے کے نام سے جانا جانے لگا۔ بعد کے آلات میں پوٹاشیم برومائڈ پریزم کا استعمال کیا گیا تاکہ رینج کو 25 مائیکرو میٹر (400 سینٹی میٹر−1) اور سیزیم آیوڈائڈ 50 مائیکرو میٹر (200 سینٹی میٹر−1) تک بڑھایا جا سکے۔ 50 مائیکرو میٹر (200 سینٹی میٹر −1) سے آگے کا خطہ دور اورکت خطہ کے نام سے جانا جانے لگا۔ بہت لمبی طول موج پر یہ مائکروویو خطے میں ضم ہو جاتا ہے۔ دور اورکت میں پیمائش کے لیے پرزموں کو منتشر کرنے والے عناصر کے طور پر تبدیل کرنے کے لیے درست طریقے سے حکمرانی شدہ ڈفریکشن گریٹنگز کی ترقی کی ضرورت تھی، کیونکہ اس خطے میں نمک کے کرسٹل غیر شفاف ہوتے ہیں۔ تابکاری کی کم توانائی کی وجہ سے بولومیٹر سے زیادہ حساس ڈٹیکٹر کی ضرورت تھی۔ ان میں سے ایک گولے ڈٹیکٹر تھا۔ ایک اضافی مسئلہ ماحولیاتی آبی بخارات کو خارج کرنے کی ضرورت ہے کیونکہ اس خطے میں آبی بخارات کا ایک شدید خالص گردش والا سپیکٹرم ہے۔ دور اورکت سپیکٹرو فوٹومیٹر بوجھل، سست اور مہنگے تھے۔ مائیکلسن انٹرفیرومیٹر کے فوائد معروف تھے، لیکن تجارتی آلہ بنانے سے پہلے کافی تکنیکی مشکلات پر قابو پانا پڑا۔ مطلوبہ فورئیر ٹرانسفارم انجام دینے کے لیے ایک الیکٹرانک کمپیوٹر کی بھی ضرورت تھی، اور یہ صرف منی کمپیوٹرز کی آمد کے ساتھ قابل عمل ہو گیا، جیسے کہ پی ڈی پی-8، جو 1965 میں دستیاب ہوا۔ ڈیجی لیب نے 1969 میں دنیا کا پہلا تجارتی ایف ٹی آئی آر سپیکٹرومیٹر (ماڈل ایف ٹی ایس-14) تیار کیا (ڈیجی لیب ایف ٹی آئی آر اب ویرین سے سپیکٹروسکوپی کا کاروبار حاصل کرنے کے بعد ایجیلینٹ ٹیکنالوجیز کی مالیکیولر پروڈکٹ لائن کا حصہ ہیں)۔ مائیکلسن انٹرفیرومیٹر ایف ٹی آئی آر کے لیے ڈھال لیے گئے مائیکلسن انٹرفیرومیٹر میں، پولی کرومیٹک انفراریڈ ماخذ سے آنے والی روشنی، تقریبا ایک بلیک باڈی ریڈی ایٹر، کو ملا کر بیم اسپلٹر کی طرف بھیج دیا جاتا ہے۔ مثالی طور پر 50 فیصد روشنی فکسڈ آئینے کی طرف ریفریکٹ ہوتی ہے اور 50 فیصد حرکت پذیر آئینے کی طرف منتقل ہوتی ہے۔ روشنی دو آئینوں سے بیم اسپلٹر پر واپس جھلکتی ہے اور اصل روشنی کا کچھ حصہ نمونے کے ڈبے میں گزرتا ہے۔ وہاں، روشنی نمونے پر مرکوز ہے۔ نمونے کے ڈبے سے نکلنے پر روشنی کو ڈٹیکٹر پر دوبارہ مرکوز کیا جاتا ہے۔ انٹرفیرومیٹر پر دونوں بازوؤں کے درمیان نظری راستے کی لمبائی میں فرق کو ریٹرڈیشن یا نظری راستے کے فرق (او پی ڈی) کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ایک انٹرفیروگرام ریٹرڈیشن کو تبدیل کرکے اور ڈیٹیکٹر سے سگنل کو ریٹرڈیشن کی مختلف اقدار کے لیے ریکارڈ کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ انٹرفیروگرام کی شکل جب کوئی نمونہ موجود نہیں ہوتا ہے تو اس کا انحصار ماخذ کی شدت میں تغیر اور طول موج کے ساتھ اسپلٹر کی کارکردگی جیسے عوامل پر ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں زیادہ سے زیادہ صفر ریٹرڈیشن ہوتا ہے، جب تمام طول موج پر تعمیری مداخلت ہوتی ہے، اس کے بعد "وگلز" کا سلسلہ ہوتا ہے۔ انٹرفیروگرام میں زیادہ سے زیادہ شدت کے نقطہ کو تلاش کرکے صفر ریٹرڈیشن کی پوزیشن کا درست تعین کیا جاتا ہے۔ جب کوئی نمونہ موجود ہوتا ہے تو پس منظر انٹرفیروگرام کو نمونے میں جذب بینڈ کی موجودگی سے ماڈیول کیا جاتا ہے۔ تجارتی سپیکٹرومیٹر راستے میں فرق پیدا کرنے کے لیے مختلف قسم کے اسکیننگ میکانزم کے ساتھ مائیکلسن انٹرفیرومیٹر استعمال کرتے ہیں۔ ان تمام انتظامات میں مشترک یہ یقینی بنانے کی ضرورت ہے کہ دونوں بیم بالکل اسی طرح دوبارہ مل جائیں جیسے سسٹم اسکین کرتا ہے۔ سب سے آسان نظاموں میں ایک طیارہ آئینہ ہوتا ہے جو ایک بیم کے راستے کو تبدیل کرنے کے لیے لکیری طور پر حرکت کرتا ہے۔ اس ترتیب میں حرکت پذیر آئینے کو جھکا یا ہلنا نہیں چاہیے کیونکہ اس سے اس بات پر اثر پڑتا ہے کہ بیم کس طرح اوورلیپ ہوتے ہیں جب وہ دوبارہ مل جاتے ہیں۔ کچھ نظام ایک معاوضہ میکانزم کو شامل کرتے ہیں جو صف بندی کو برقرار رکھنے کے لیے خود بخود ایک آئینے کی سمت کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ اس مسئلے سے بچنے والے انتظامات میں طیارہ آئینے کے بجائے کیوب کارنر ریفلیکٹرز کا استعمال شامل ہے کیونکہ ان میں واقفیت سے قطع نظر کسی بھی واقعے کی بیم کو متوازی سمت میں واپس کرنے کی خاصیت ہوتی ہے۔ ایسے نظام جہاں روٹری حرکت سے راستے کا فرق پیدا ہوتا ہے، بہت کامیاب ثابت ہوئے ہیں۔ ایک عام نظام ایک بیم میں متوازی آئینے کی ایک جوڑی کو شامل کرتا ہے جسے واپس آنے والے بیم کو ہٹائے بغیر راستے کو تبدیل کرنے کے لیے گھمایا جا سکتا ہے۔ دوسرا ڈبل پنڈلم ڈیزائن ہے جہاں انٹرفیرومیٹر کے ایک بازو میں راستہ بڑھتا ہے جیسے جیسے دوسرے میں راستہ کم ہوتا ہے۔ ایک بالکل مختلف نقطہ نظر میں آئی آر شفاف مواد جیسے کے بی آر کے پچر کو کسی ایک بیم میں منتقل کرنا شامل ہے۔ بیم میں کے بی آر کی موٹائی بڑھانے سے نظری راستہ بڑھ جاتا ہے کیونکہ ریفریکٹیو انڈیکس ہوا سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس نقطہ نظر کی ایک حد یہ ہے کہ طول موج کی حد پر اضطراری اشاریہ کی تغیر طول موج کی انشانکن کی درستگی کو محدود کرتی ہے۔ انٹرفیروگرام کی پیمائش اور پروسیسنگ انٹرفیروگرام کو صفر راستے کے فرق سے لے کر زیادہ سے زیادہ لمبائی تک ناپا جانا چاہیے جو مطلوبہ ریزولوشن پر منحصر ہے۔ عملی طور پر اسکین صفر کے دونوں طرف ہو سکتا ہے جس کے نتیجے میں دو طرفہ انٹرفیروگرام ہوتا ہے۔ مکینیکل ڈیزائن کی حدود کا مطلب یہ ہو سکتا ہے کہ سب سے زیادہ ریزولوشن کے لیے اسکین صرف صفر کے ایک طرف زیادہ سے زیادہ او پی ڈی تک چلتا ہے۔ انٹرفیروگرام کو فورئیر ٹرانسفارمیشن کے ذریعے سپیکٹرم میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ اس کے لیے اسے دونوں بیموں کے درمیان راستے کے فرق کے مساوی وقفوں پر اقدار کی ایک سیریز کے طور پر ڈیجیٹل شکل میں ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ راستے کے فرق کی پیمائش کے لیے انٹرفیرومیٹر کے ذریعے لیزر بیم بھیجا جاتا ہے، جس سے ایک سینوسائڈل سگنل پیدا ہوتا ہے جہاں لگاتار زیادہ سے زیادہ کے درمیان علیحدگی لیزر کی طول موج کے برابر ہوتی ہے (عام طور پر 633 این ایم ہی این ای لیزر استعمال کیا جاتا ہے)۔ یہ ہر بار جب لیزر سگنل صفر سے گزرتا ہے تو آئی آر سگنل کی پیمائش کرنے کے لیے اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر کو متحرک کر سکتا ہے۔ متبادل طور پر، لیزر اور آئی آر سگنلز کو انٹرپولیشن کے ذریعے طے کیے جانے والے لیزر سگنل زیرو کراسنگ سے مطابقت رکھنے والے مقامات پر آئی آر سگنل کے ساتھ چھوٹے وقفوں پر ہم آہنگی سے ماپا جا سکتا ہے۔ یہ نقطہ نظر اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز کے استعمال کی اجازت دیتا ہے جو متحرک ہونے والے کنورٹرز کے مقابلے میں زیادہ درست اور درست ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں شور کم ہوتا ہے۔ فورئیر تبدیلی کا نتیجہ مجرد طول موج کے سلسلے میں سگنل کا ایک سپیکٹرم ہے۔ طول موج کی حد جو حساب میں استعمال کی جا سکتی ہے انٹرفیروگرام میں ڈیٹا پوائنٹس کی علیحدگی سے محدود ہوتی ہے۔ سب سے مختصر طول موج جسے پہچانا جا سکتا ہے وہ ان ڈیٹا پوائنٹس کے درمیان علیحدگی سے دوگنا ہے۔ مثال کے طور پر، () پر ہی این ای حوالہ لیزر کے ایک نقطہ فی طول موج کے ساتھ مختصر ترین طول موج () ہوگی۔ الیازنگ کی وجہ سے، کم طول موج پر کسی بھی توانائی کی تشریح طویل طول موج سے آنے کے طور پر کی جائے گی اور اس لیے اسے آپٹیکل یا الیکٹرانک طور پر کم سے کم کرنا ہوگا۔ سپیکٹرم ریزولوشن، یعنی۔ طول موج کے درمیان علیحدگی جس میں فرق کیا جا سکتا ہے، اس کا تعین زیادہ سے زیادہ او پی ڈی سے ہوتا ہے۔ فورئیر ٹرانسفارم کا حساب لگانے میں استعمال ہونے والی طول موج ایسی ہوتی ہے کہ طول موج کی صحیح تعداد انٹرفیروگرام کی لمبائی میں صفر سے زیادہ سے زیادہ او پی ڈی تک فٹ ہو جاتی ہے کیونکہ اس سے ان کی شراکت آرتھوگنل ہو جاتی ہے۔ اس کے نتیجے میں ایک سپیکٹرم بنتا ہے جس میں مساوی تعدد کے وقفوں سے الگ پوائنٹس ہوتے ہیں۔ زیادہ سے زیادہ راستے کے فرق کے لیے ملحقہ طول موج اور انٹرفیروگرام میں بالترتیب اور سائیکل ہوں گے۔ متعلقہ تعدد ν1 اور ν2 ہیں: {| d = nλ1 | | اور d = (n + 1) λ2 |-| λ1 = d/n | اور λ2 = d/(n + 1) |-| ν1 = 1/λ1 | اور ν2 = 1/λ2 |-| ν1 = n/d | اور ν2 = (n + 1)/d |-|colspan = 2 | ν2 − ν1 = 1/d |} علیحدگی زیادہ سے زیادہ او پی ڈی کا الٹا ہے۔ مثال کے طور پر، 2 سینٹی میٹر کی زیادہ سے زیادہ او پی ڈی کے نتیجے میں 2 سینٹی میٹر کی علیحدگی ہوتی ہے۔ یہ اس لحاظ سے سپیکٹرم ریزولوشن ہے کہ ایک مقام پر قدر ملحقہ مقامات پر اقدار سے آزاد ہے۔ زیادہ تر آلات کو مختلف او پی ڈی کا انتخاب کرکے مختلف قراردادوں پر چلایا جا سکتا ہے۔ معمول کے تجزیے کے آلات میں عام طور پر آس پاس کا بہترین ریزولوشن ہوتا ہے، جبکہ سپیکٹرومیٹر اتنے ہی اونچے ریزولوشن کے ساتھ بنائے گئے ہیں، جو زیادہ سے زیادہ 10 میٹر کے او پی ڈی کے مطابق ہوتے ہیں۔ انٹرفیروگرام میں صفر راستے کے فرق سے متعلق نقطہ کی نشاندہی کرنی پڑتی ہے، عام طور پر یہ فرض کرتے ہوئے کہ یہ وہ جگہ ہے جہاں زیادہ سے زیادہ سگنل ہوتا ہے۔ یہ نام نہاد سینٹر برسٹ حقیقی دنیا کے سپیکٹرومیٹرز میں ہمیشہ ہم آہنگ نہیں ہوتا ہے لہذا مرحلے کی اصلاح کا حساب لگانا پڑ سکتا ہے۔ جیسے جیسے راستے کا فرق بڑھتا ہے انٹرفیروگرام سگنل کا زوال ہوتا ہے، انحطاط کی شرح کا سپیکٹرم میں خصوصیات کی چوڑائی سے الٹا تعلق ہوتا ہے۔ اگر او پی ڈی اتنا بڑا نہیں ہے کہ انٹرفیروگرام سگنل کو نہ ہونے کے برابر سطح تک گرنے دے تو نتیجے میں آنے والے سپیکٹرم میں خصوصیات سے وابستہ ناپسندیدہ ارتعاش یا سائیڈلوبس ہوں گے۔ ان سائیڈلوبز کو کم کرنے کے لیے انٹرفیروگرام کو عام طور پر ایک فنکشن سے ضرب دی جاتی ہے جو زیادہ سے زیادہ او پی ڈی پر صفر تک پہنچ جاتا ہے۔ یہ نام نہاد اپوڈائزیشن کسی بھی سائیڈلوبس کے طول و عرض کو کم کرتی ہے اور شور کی سطح کو بھی ریزولوشن میں کچھ کمی کی قیمت پر کم کرتی ہے۔ تیز حساب کے لیے انٹرفیروگرام میں پوائنٹس کی تعداد دو کی طاقت کے برابر ہونی چاہیے۔ اسے حاصل کرنے کے لیے ماپا ہوا انٹرفیروگرام میں صفر کی ایک تار شامل کی جا سکتی ہے۔ حتمی سپیکٹرم کی ظاہری شکل کو بہتر بنانے کے لیے زیرو فلنگ نامی عمل میں مزید صفر شامل کیے جا سکتے ہیں حالانکہ ریزولوشن میں کوئی بہتری نہیں ہے۔ متبادل طور پر، فورئیر ٹرانسفارم کے بعد انٹرپولیشن بھی اسی طرح کا نتیجہ دیتا ہے۔ فوائد اسکیننگ (ڈسپرسیو) سپیکٹرومیٹر کے مقابلے میں ایف ٹی سپیکٹرومیٹر کے تین بنیادی فوائد ہیں۔ ملٹی پلیکس یا فیلجیٹ کا فائدہ۔ یہ اس حقیقت سے پیدا ہوتا ہے کہ تمام طول موج سے معلومات بیک وقت جمع کی جاتی ہیں۔ اس کے نتیجے میں مقررہ ڈٹیکٹر شور کی شراکت سے محدود مشاہدات کے لیے دیئے گئے اسکین ٹائم کے لیے سگنل سے شور کا تناسب زیادہ ہوتا ہے (عام طور پر تھرمل انفراریڈ سپیکٹرل ریجن میں جہاں فوٹو ڈیٹیکٹر جنریشن-ریکومبینیشن شور سے محدود ہوتا ہے)۔ m ریزولوشن والے عناصر والے سپیکٹرم کے لیے، یہ اضافہ m کے مربع جڑ کے برابر ہے۔ متبادل طور پر، یہ کسی دیئے گئے ریزولوشن کے لیے اسکین کے مختصر وقت کی اجازت دیتا ہے۔ عملی طور پر متعدد اسکین اکثر اوسط ہوتے ہیں، جس سے اسکین کی تعداد کے مربع جڑ سے سگنل سے شور کے تناسب میں اضافہ ہوتا ہے۔ تھرو پٹ یا جیکوئنٹ کا فائدہ۔ اس کا نتیجہ یہ ہے کہ ایک منتشر آلے میں، مونوکرومیٹر کے داخلی اور خارجی حصے ہوتے ہیں جو اس سے گزرنے والی روشنی کی مقدار کو محدود کرتے ہیں۔ انٹرفیرومیٹر تھرو پٹ کا تعین صرف ماخذ سے آنے والے کولیمیٹڈ بیم کے قطر سے ہوتا ہے۔ اگرچہ کسی پھسلن کی ضرورت نہیں ہے، ایف ٹی آئی آر سپیکٹرومیٹرز کو انٹرفیرومیٹر میں کولیمیٹڈ بیم کے ارتکاز کو محدود کرنے کے لیے ایک یپرچر کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ متغیر شعاعوں کو مختلف تعدد پر ماڈیول کیا جاتا ہے کیونکہ راستے کا فرق مختلف ہوتا ہے۔ اس طرح کے یپرچر کو جیکوئنٹ اسٹاپ کہا جاتا ہے۔ کسی دیئے گئے ریزولوشن اور طول موج کے لیے یہ سرکلر یپرچر ایک پھسلن سے زیادہ روشنی کی اجازت دیتا ہے، جس کے نتیجے میں سگنل سے شور کا تناسب زیادہ ہوتا ہے۔ طول موج کی درستگی یا کونس کا فائدہ۔ طول موج کے پیمانے کو معروف طول موج کے لیزر بیم کے ذریعے کیلیبریٹ کیا جاتا ہے جو انٹرفیرومیٹر سے گزرتا ہے۔ یہ منتشر آلات کے مقابلے میں بہت زیادہ مستحکم اور درست ہے جہاں پیمانے کا انحصار ڈفریکشن گریٹنگز کی مکینیکل حرکت پر ہوتا ہے۔ عملی طور پر، درستگی انٹرفیرومیٹر میں بیم کے انحراف سے محدود ہوتی ہے جو ریزولوشن پر منحصر ہوتی ہے۔ ایک اور معمولی فائدہ گمراہ روشنی کے لیے کم حساسیت ہے، یعنی سپیکٹرم میں دوسری طول موج پر ظاہر ہونے والی ایک طول موج کی تابکاری۔ منتشر آلات میں، یہ ڈفریکشن گریٹنگز اور حادثاتی عکاسی میں خامیوں کا نتیجہ ہے۔ ایف ٹی آلات میں کوئی براہ راست مساوی نہیں ہے کیونکہ ظاہری طول موج کا تعین انٹرفیرومیٹر میں ماڈیولیشن فریکوئنسی سے ہوتا ہے۔ ریزولوشن انٹرفیروگرام لمبائی کے طول و عرض سے تعلق رکھتا ہے۔ فورئیر ٹرانسفارم (ایف ٹی) طول و عرض کو الٹ دیتا ہے، لہذا انٹرفیروگرام کا ایف ٹی باہمی لمبائی کے طول و عرض ([L−1]) سے تعلق رکھتا ہے، جو کہ لہر نمبر کا طول و عرض ہے۔ سی ایم-1 میں سپیکٹرم ریزولوشن سی ایم میں زیادہ سے زیادہ رکاوٹ کے باہمی کے برابر ہے۔ اس طرح 4 سینٹی میٹر-1 ریزولوشن حاصل کیا جائے گا اگر زیادہ سے زیادہ رکاوٹ 0.25 سینٹی میٹر ہے۔ یہ سستے ایف ٹی آئی آر آلات کی خصوصیت ہے۔ زیادہ سے زیادہ رکاوٹ کو بڑھا کر بہت زیادہ ریزولوشن حاصل کیا جا سکتا ہے۔ یہ آسان نہیں ہے، کیونکہ حرکت پذیر آئینے کو قریب قریب سیدھی لکیر میں سفر کرنا چاہیے۔ چپٹے آئینے کی جگہ کونے کے کیوب آئینے کا استعمال مددگار ہے، کیونکہ کونے کے کیوب آئینے سے باہر جانے والی کرن آنے والی کرن کے متوازی ہوتی ہے، قطع نظر آئینے کی سمت سے قطع نظر روشنی کے محور کے عمودی محور کے بارے میں۔ 1966 میں جینائن کونس نے وینس کے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے کمپن-گردش سپیکٹرم کو 0.1 سینٹی میٹر-1 ریزولوشن پر ریکارڈ کرکے وینس کے ماحول کے درجہ حرارت کی پیمائش کی۔ مائیکلسن نے خود اپنے انٹرفیرومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے ہائیڈروجن ایٹم کے سپیکٹرم میں ہائیڈروجن Hα اخراج بینڈ کو اس کے دو اجزاء میں حل کرنے کی کوشش کی۔ p25 0.001 cm−1 ریزولوشن والا سپیکٹرومیٹر اب تجارتی طور پر دستیاب ہے۔ تھرو پٹ کا فائدہ اعلی ریزولوشن والے ایف ٹی آئی آر کے لیے اہم ہے، کیونکہ ایک ہی ریزولوشن والے منتشر آلے میں مونوکرومیٹر کے داخلی اور خارجی حصے بہت تنگ ہوتے ہیں۔ محرک ایف ٹی آئی آر اورکت جذب اور اخراج سپیکٹرم کی پیمائش کا ایک طریقہ ہے۔ اس بحث کے لیے کہ لوگ اورکت جذب اور اخراج سپیکٹرم کی پیمائش کیوں کرتے ہیں، یعنی۔ کیوں اور کیسے مادہ اورکت روشنی کو جذب کرتے ہیں اور خارج کرتے ہیں، مضمون دیکھیں: اورکت سپیکٹروسکوپی۔ اجزاء IR ذرائع FTIR سپیکٹرومیٹر زیادہ تر وسطی اور قریب IR علاقوں میں پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ درمیانی IR خطے کے لیے، 2−25 μm (5,000-400 cm−1)، سب سے عام ذریعہ ایک سلکان کاربائڈ (SiC) عنصر ہے جسے تقریبا (گلوبر) تک گرم کیا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ بلیک باڈی کی طرح ہے۔ قریب-IR کی مختصر طول موج، 1 − 2.5 مائیکرو میٹر (10,000-4، 000 سینٹی میٹر −1)، کے لیے زیادہ درجہ حرارت کے منبع کی ضرورت ہوتی ہے، عام طور پر ٹونگسٹن-ہیلوجن لیمپ۔ کوارٹج لفافے کے جذب ہونے سے ان کی لمبی طول موج کی پیداوار تقریبا 5 مائیکرو میٹر (2,000 سینٹی میٹر −1) تک محدود ہوتی ہے۔ فار-آئی آر کے لیے، خاص طور پر 50 مائیکرو میٹر (200 سینٹی میٹر−1) سے زیادہ طول موج پر مرکری ڈسچارج لیمپ تھرمل ماخذ سے زیادہ پیداوار دیتا ہے۔ ڈیٹیکٹرز فار-آئی آر سپیکٹرومیٹر عام طور پر پائرو الیکٹرک ڈیٹیکٹرز کا استعمال کرتے ہیں جو درجہ حرارت میں ہونے والی تبدیلیوں کا جواب دیتے ہیں کیونکہ ان پر گرنے والی آئی آر تابکاری کی شدت مختلف ہوتی ہے۔ ان ڈٹیکٹرز میں حساس عناصر یا تو ڈیوٹیریٹڈ ٹرائگلیسین سلفیٹ (ڈی ٹی جی ایس) یا لیتھیم ٹینٹالیٹ (لیٹا او 3) ہوتے ہیں۔ یہ ڈٹیکٹر ماحول کے درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں اور زیادہ تر معمول کی ایپلی کیشنز کے لیے مناسب حساسیت فراہم کرتے ہیں۔ بہترین حساسیت حاصل کرنے کے لیے اسکین کا وقت عام طور پر چند سیکنڈ ہوتا ہے۔ کولڈ فوٹو الیکٹرک ڈٹیکٹرز ایسے حالات کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں جن میں زیادہ حساسیت یا تیز ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ مائع نائٹروجن کولڈ مرکری کیڈیمیم ٹیلورائڈ (ایم سی ٹی) ڈٹیکٹر وسط آئی آر میں سب سے زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔ ان ڈٹیکٹرز کے ساتھ ایک انٹرفیروگرام کو 10 ملی سیکنڈ میں ماپا جا سکتا ہے۔ غیر کولڈ انڈیم گیلیم آرسینائڈ فوٹوڈیوڈس یا ڈی ٹی جی ایس قریب آئی آر سسٹمز میں معمول کے انتخاب ہیں۔ انتہائی حساس مائع-ہیلیم-ٹھنڈا سلکان یا جرمینیئم بولومیٹر فار-آئی آر میں استعمال ہوتے ہیں جہاں ذرائع اور بیم سپلیٹر دونوں غیر موثر ہوتے ہیں۔ بیم اسپلٹر ایک مثالی بیم اسپلٹر 50 ٪ واقع تابکاری کو منتقل کرتا ہے اور اس کی عکاسی کرتا ہے۔ تاہم، چونکہ کسی بھی مواد میں نظری ترسیل کی ایک محدود رینج ہوتی ہے، اس لیے وسیع سپیکٹرم رینج کا احاطہ کرنے کے لیے کئی بیم-اسپلٹر ایک دوسرے کے بدلے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ وسط آئی آر خطے کے لیے بیمپلٹر عام طور پر کے بی آر سے بنا ہوتا ہے جس میں جرمینیئم پر مبنی کوٹنگ ہوتی ہے جو اسے نیم عکاس بناتی ہے۔ کے بی آر 25 مائیکرو میٹر (400 سینٹی میٹر−1) سے زیادہ طول موج پر مضبوطی سے جذب ہوتا ہے لہذا سی ایس آئی یا کے آر ایس-5 کو بعض اوقات رینج کو تقریبا 50 مائیکرو میٹر (200 سینٹی میٹر−1) تک بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ZnSe ایک متبادل ہے جہاں نمی کا بخارات ایک مسئلہ ہو سکتا ہے لیکن تقریبا 20μm (500 cm−1) تک محدود ہے۔ قریب-IR کے لیے CaF2 معمول کا مواد ہے، جو کہ KBr کے مقابلے میں نمی کے لیے سخت اور کم حساس دونوں ہے لیکن اسے تقریبا 8 μm (1,200 cm−1) سے زیادہ استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ ایک سادہ مائیکلسن انٹرفیرومیٹر میں ایک بیم بیمپلٹر سے دو بار گزرتا ہے لیکن دوسرا صرف ایک بار گزرتا ہے۔ اس کی اصلاح کے لیے مساوی موٹائی کی ایک اضافی کمپینسیٹر پلیٹ شامل کی جاتی ہے۔ فار-آئی آر بیم اسپلیٹر زیادہ تر پولیمر فلموں پر مبنی ہوتے ہیں اور ایک محدود طول موج کی حد کا احاطہ کرتے ہیں۔ ایٹینیوٹڈ کل عکاسی (اے ٹی آر) ایف ٹی آئی آر سپیکٹرو فوٹومیٹر کا ایک لوازمات ہے جو ٹھوس یا پتلی فلم کے نمونوں کی سطح کی خصوصیات کی پیمائش کرنے کے لیے ان کی بلک خصوصیات کے بجائے ہے۔ عام طور پر، اے ٹی آر میں نمونے کے حالات کے لحاظ سے تقریبا 1 یا 2 مائکرو میٹر کی دخول کی گہرائی ہوتی ہے۔ فورئیر ٹرانسفارم عملی طور پر انٹرفیروگرام شدت کے ایک مجموعے پر مشتمل ہوتا ہے جو رکاوٹ کی مجرد اقدار کے لیے ماپا جاتا ہے۔ مسلسل ریٹرڈیشن ویلیوز کے درمیان فرق مستقل ہے۔ اس طرح، ایک مجرد فورئیر تبدیلی کی ضرورت ہے۔ فاسٹ فورئیر ٹرانسفارم (ایف ایف ٹی) الگورتھم استعمال کیا جاتا ہے۔ سپیکٹرم رینج فار انفراریڈ پہلا ایف ٹی آئی آر سپیکٹرومیٹر فار انفراریڈ رینج کے لیے تیار کیا گیا تھا۔ اس کی وجہ اچھی نظری کارکردگی کے لیے درکار مکینیکل رواداری سے متعلق ہے، جو استعمال ہونے والی روشنی کی طول موج سے متعلق ہے۔ دور اورکت کی نسبتا لمبی طول موج کے لیے، ~ 10 مائیکرو میٹر رواداری کافی ہوتی ہے، جبکہ چٹان نمک کے علاقے کے لیے رواداری 1 مائیکرو میٹر سے بہتر ہونی چاہیے۔ ایک عام آلہ کیوب انٹرفیرومیٹر تھا جو این پی ایل میں تیار کیا گیا تھا اور اس کی مارکیٹنگ گرب پارسنز نے کی تھی۔ اس نے حرکت پذیر آئینے کو چلانے کے لیے اسٹیپر موٹر کا استعمال کیا، ہر قدم مکمل ہونے کے بعد ڈٹیکٹر کے ردعمل کو ریکارڈ کیا۔ مڈ انفراریڈ سستے مائیکرو کمپیوٹرز کی آمد کے ساتھ یہ ممکن ہو گیا کہ سپیکٹرومیٹر کو کنٹرول کرنے، ڈیٹا اکٹھا کرنے، فورئیر ٹرانسفارم کرنے اور سپیکٹرم پیش کرنے کے لیے وقف کمپیوٹر ہو۔ اس نے چٹان نمک کے علاقے کے لیے ایف ٹی آئی آر سپیکٹرومیٹرز کی ترقی کے لیے تحریک فراہم کی۔ انتہائی اعلی صحت سے متعلق آپٹیکل اور مکینیکل اجزاء کی تیاری کے مسائل کو حل کرنا پڑا۔ آلات کی ایک وسیع رینج اب تجارتی طور پر دستیاب ہے۔ اگرچہ آلات کا ڈیزائن زیادہ نفیس ہو گیا ہے، لیکن بنیادی اصول ایک جیسے ہی ہیں۔ آج کل، انٹرفیرومیٹر کا حرکت پذیر آئینہ مستقل رفتار سے حرکت کرتا ہے، اور انٹرفیروگرام کا نمونہ ہیلیم نیون لیزر کے ذریعے روشن ثانوی انٹرفیرومیٹر کے کناروں میں صفر کراسنگ تلاش کرنے سے شروع ہوتا ہے۔ جدید ایف ٹی آئی آر نظاموں میں مستقل آئینے کی رفتار کی سختی سے ضرورت نہیں ہے، جب تک کہ لیزر کے کنارے اور اصل انٹرفیروگرام کو زیادہ نمونے لینے کی شرح کے ساتھ بیک وقت ریکارڈ کیا جائے اور پھر مستقل گرڈ پر دوبارہ انٹرپولیٹ کیا جائے، جیسا کہ جیمز ڈبلیو براولٹ نے پیش کیا ہے۔ یہ نتیجے میں اورکت سپیکٹرم پر بہت زیادہ لہر نمبر کی درستگی فراہم کرتا ہے اور لہر نمبر کی انشانکن کی غلطیوں سے بچتا ہے۔ قریب اورکت قریب اورکت خطہ چٹان کے نمک کے علاقے اور نظر آنے والے خطے کے آغاز کے درمیان طول موج کی حد میں تقریبا 750 این ایم پر پھیلا ہوا ہے۔ اس خطے میں بنیادی کمپن کے اشارے دیکھے جا سکتے ہیں۔ یہ بنیادی طور پر صنعتی ایپلی کیشنز جیسے پروسیس کنٹرول اور کیمیائی امیجنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ ایپلی کیشنز ایف ٹی آئی آر کو ان تمام ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں ماضی میں ایک ڈسپرسیو سپیکٹرومیٹر استعمال کیا گیا تھا (بیرونی لنکس دیکھیں)۔ اس کے علاوہ، بہتر حساسیت اور رفتار نے اطلاق کے نئے شعبے کھول دیے ہیں۔ سپیکٹرا کی پیمائش ان حالات میں کی جا سکتی ہے جہاں بہت کم توانائی ڈٹیکٹر تک پہنچتی ہے۔ اورئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی کا استعمال ارضیات، کیمسٹری، مواد، نباتاتی اور حیاتیات کے تحقیقی شعبوں میں کیا جاتا ہے۔ نینو اور حیاتیاتی مواد ایف ٹی آئی آر کا استعمال ہائیڈروفوبک جھلی کے ماحول میں مختلف نینو میٹریلز اور پروٹین کی تحقیقات کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ایف ٹی آئی آر ٹرانس میمبرین پروٹین کی ریڑھ کی ہڈی کے ساتھ دی گئی جگہ پر قطعیت کا براہ راست تعین کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ مختلف نامیاتی اور غیر نامیاتی نینو میٹریلز کے ساتھ منسلک بانڈ کی خصوصیات اور ان کا مقداری تجزیہ ایف ٹی آئی آر کی مدد سے کیا جا سکتا ہے۔ خوردبین اور امیجنگ ایک اورکت خوردبین نمونوں کا مشاہدہ کرنے اور سپیکٹرم کو 5 مائکرون تک کے چھوٹے علاقوں سے ناپنے کی اجازت دیتا ہے۔ مائکروسکوپ کو لکیری یا 2-D ایرے ڈیٹیکٹرز کے ساتھ ملا کر تصاویر تیار کی جا سکتی ہیں۔ مقامی ریزولوشن دسیوں ہزار پکسلز کے ساتھ 5 مائکرون تک پہنچ سکتا ہے۔ تصاویر میں ہر پکسل کے لیے ایک سپیکٹرم ہوتا ہے اور اسے نقشوں کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے جو کسی بھی طول موج یا طول موج کے امتزاج پر شدت کو ظاہر کرتا ہے۔ یہ نمونے کے اندر مختلف کیمیائی پرجاتیوں کی تقسیم کو دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔ عام مطالعات میں روایتی ہسٹوپیتھولوجی کے متبادل کے طور پر ٹشو کے حصوں کا تجزیہ کرنا اور دواسازی کی گولیوں کی یکسانیت کا جائزہ لینا شامل ہے۔ ڈفریکشن کی حد سے نیچے نینو اسکیل اور سپیکٹروسکوپی ایف ٹی آئی آر کے مقامی ریزولوشن کو قریب فیلڈ آپٹیکل مائکروسکوپی پلیٹ فارم کو اسکین کرنے میں ضم کرکے مائکرو میٹر پیمانے سے نیچے مزید بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ متعلقہ تکنیک کو نینو-ایف ٹی آئی آر کہا جاتا ہے اور یہ انتہائی چھوٹی مقدار (واحد وائرس اور پروٹین کمپلیکس) میں اور 10 سے 20 این ایم مقامی ریزولوشن کے ساتھ مواد پر براڈ بینڈ سپیکٹروسکوپی انجام دینے کی اجازت دیتا ہے۔ کرومیٹوگرافی میں بطور ڈٹیکٹر ایف ٹی آئی آر کی رفتار سپکٹرا کو مرکبات سے حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے کیونکہ وہ گیس کرومیٹوگراف کے ذریعے الگ ہوتے ہیں۔ تاہم یہ تکنیک جی سی-ایم ایس (گیس کرومیٹوگرافی-ماس سپیکٹرومیٹری) کے مقابلے میں بہت کم استعمال ہوتی ہے جو زیادہ حساس ہے۔ جی سی-آئی آر طریقہ آئسومرز کی شناخت کے لیے خاص طور پر مفید ہے، جن کی نوعیت ایک جیسی ہے۔ مائع کرومیٹوگرافی کے حصے موجود سالوینٹ کی وجہ سے زیادہ مشکل ہوتے ہیں۔ ایک قابل ذکر رعایت جیل پارمیشن کرومیٹوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے پولی تھیلین میں سالماتی سائز کے فنکشن کے طور پر چین برانچنگ کی پیمائش کرنا ہے، جو کلورینڈ سالوینٹس کا استعمال کرتے ہوئے ممکن ہے جن کا زیر بحث علاقے میں کوئی جذب نہیں ہوتا ہے۔ ٹی جی-آئی آر (تھرموگراویمیٹرک تجزیہ-اورکت سپیکٹرومیٹری) مواد کے گرم ہونے کے ساتھ تیار ہونے والی گیس کی پیمائش کرنے سے وزن میں کمی کی پیمائش کرکے فراہم کردہ خالص مقداری معلومات کی تکمیل کے لیے انواع کی معیاری شناخت کی اجازت ملتی ہے۔ پلاسٹک اور مرکب میں پانی کے مواد کا تعین ایف ٹی آئی آر تجزیہ کا استعمال کافی پتلی پلاسٹک اور جامع حصوں میں پانی کے مواد کا تعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، زیادہ عام طور پر لیبارٹری کی ترتیب میں۔ اس طرح کے ایف ٹی آئی آر طریقے طویل عرصے سے پلاسٹک کے لیے استعمال ہوتے رہے ہیں، اور 2018 میں جامع مواد کے لیے توسیع کر دی گئی، جب یہ طریقہ کراؤکلس، گگنی اور ایکٹرمیر نے متعارف کرایا تھا۔ ایف ٹی آئی آر طریقہ تقریبا 5,200 سینٹی میٹر-1 پر جذب بینڈ کے زیادہ سے زیادہ کا استعمال کرتا ہے جو مواد میں پانی کے حقیقی مواد سے متعلق ہے۔ یہ بھی دیکھیں-یکساں فاصلے والے ڈیٹا میں وقتا فوقتا کمپیوٹنگ کے لیے-غیر مساوی فاصلے والے ڈیٹا میں وقتا فوقتا کمپیوٹنگ کے لیے حوالہ جات بیرونی لنکس انفراکارڈ سپیکٹرومیٹر فوٹو گرافی دی گرب-پارسنز-این پی ایل کیوب انٹرفیرومیٹر سپیکٹروسکوپی، حصہ 2 بذریعہ ڈڈلی ولیمز، صفحہ 81 اورکت مواد بہت سے نمک کرسٹل اور مفید لنکس کی خصوصیات۔ یونیورسٹی آف برسٹل فورئیر تجزیہ انفراریڈ سپیکٹروسکوپی سے یونیورسٹی ایف ٹی آئی آر لیب کی مثال