近紅外光譜儀發(fā)展概述

在過(guò)去的50多年里，近紅外光譜儀經(jīng)歷了如下幾個(gè)發(fā)展階段：

第一臺(tái)近紅外光譜儀的分光系統(tǒng)（50年代后期）是濾光片分光系統(tǒng)，測(cè)量樣品必須預(yù)先干燥，使其水分含量小于15%，然后樣品經(jīng)磨碎，使其粒徑小于1毫米，并裝樣品池。此類(lèi)儀器只能在單一或少數(shù)幾個(gè)波長(zhǎng)下測(cè)定（非連續(xù)波長(zhǎng)），靈活性差，而且波長(zhǎng)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性差，如樣品的基體發(fā)生變化，往往會(huì)引起較大的測(cè)量誤差！“濾光片”被稱(chēng)為第一代分光技術(shù)。

70年代中期至80年代，光柵掃描分光系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用，但存在以下不足：掃描速度慢、波長(zhǎng)重現(xiàn)性差，內(nèi)部移動(dòng)部件多。此類(lèi)儀器最大的弱點(diǎn)是光柵或反光鏡的機(jī)械軸長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用容易磨損，影響波長(zhǎng)的精度和重現(xiàn)性，不適合作為過(guò)程分析儀器使用?！肮鈻拧北环Q(chēng)為第二代分光技術(shù)。

80年代中后期至90年代中前期，應(yīng)用“傅立葉變換”分光系統(tǒng)，但是由于干涉計(jì)中動(dòng)鏡的存在，儀器的在線可靠性受到限制，特別是對(duì)儀器的使用和放置環(huán)境有嚴(yán)格要求，比如室溫、濕度、雜散光、震動(dòng)等?！案盗⑷~變換”被稱(chēng)為第三代分光技術(shù)。

90年代中期，開(kāi)始有了應(yīng)用二極管陣列技術(shù)的近紅外光譜儀，這種近紅外光譜儀采用固定光柵掃描方式，儀器的波長(zhǎng)范圍和分辨率有限，波長(zhǎng)通常不超過(guò) 1750nm。由于該波段檢測(cè)到的主要是樣品的三級(jí)和四級(jí)倍頻，樣品的摩爾吸收系數(shù)較低，因而需要的光程往往較長(zhǎng)。“二極管陣列”被稱(chēng)為第四代分光技術(shù)。

90年代末，來(lái)自航天技術(shù)的“聲光可調(diào)濾光器”（縮寫(xiě)為AOTF）技術(shù)的問(wèn)世，被認(rèn)為是“90年代近紅外光譜儀最突出的進(jìn)展”， AOTF是利用超聲波與特定的晶體作用而產(chǎn)生分光的光電器件，與通常的單色器相比，采用聲光調(diào)制即通過(guò)超聲射頻的變化實(shí)現(xiàn)光譜掃描，光學(xué)系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)性部件，波長(zhǎng)切換快、重現(xiàn)性好，程序化的波長(zhǎng)控制使得這種儀器的應(yīng)用具有更大的靈活性，尤其是外部防塵和內(nèi)置的溫、濕度集成控制裝置，大大提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)性，加之全固態(tài)集成設(shè)計(jì)產(chǎn)生優(yōu)異的避震性能，使其近年來(lái)在工業(yè)在線和現(xiàn)場(chǎng)（室外）分析中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。(end)