為什么說傅里葉光譜在紅外區有統治地位

紅外光譜技術的最新進展是傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術.
FTIR在信噪比、分辨率、速度和探測極限上具有很多優勢.在紅外研究領域,FTIR方法幾乎完全取代了光柵分光法.
傅里葉變換光譜儀可以理解為以某種數學方式對光譜信息進行編碼的攝譜儀,它能同時測量、記錄所有譜元的信號,并以更高的效率采集來自光源的輻射能量,從而使它具有比傳統光譜儀高得多的分辨率和信噪比；同時它的數字化的光譜數據,也便于計算機處理.正是這些基本優點,使傅里葉變換紅外光譜方法發展成為目前中、遠紅外波段中最有力的光譜工具.
FTIR的優點
1.多通道（Fellgett優點）
在色散型儀器中,由于檢測器只能響應入射光強度的變化,不能響應入射光頻率.因此,在測量時,需把入射的復色光用單色器色散為不同頻率的分辨單元.為了檢測這些相對純化的光,就需要用光闌窄縫濾掉絕大部分色散后的單色光,僅讓某一頻率單色光通過.為了能測定全光譜,只好順序多次測定色散后不同頻率的單色光.
對于FTIR光譜儀,入射光被干涉儀調制成聲頻波,不同頻率的光被調制成不同的值,所用探測器既獲得強度信息,又獲得頻率信息.各種頻率光同時落到探測器上,無需分光測量.這樣色散儀器每次僅測量全光譜很小的一部分,而FTIR卻測了全部光譜.如在 波段范圍內,用 分辨率進行測量,則測量所需分辨單元數 .用色散光譜儀在T時間內對 波段測量時,每個分辨單元所需的測定時間為 .與此相應,FTIR則為T.由于隨機噪聲引起的信噪比 與測量時間成正比,所以FTIR比色散型光譜儀信噪比高的多,并且分辨率越高,提高越大.在0.1cm-1分辨率時,提高近190倍.顯然多通道的優點使FTIR的信噪比增加,伴隨而來的是檢測靈敏度大幅提高.
2.高光通量（Jacquinot優點）
在色散型儀器中,光路里設有狹縫式光闌,絕大部分光被它擋住,僅使極少部分光通過,并且分辨率越高,狹縫調得越窄,實際通過得光越少.加之光路中得許多光學元件也會損失光能,因而使色散型儀器光通量很小.FTIR光譜儀中除了有光能損失很少外,經常不設限光狹縫或其他限光元件.光可全部通過光孔,光通量很大.
光學系統的光通量Ω指通過它傳送的光的總能量.光通量定義為光束的面積和立體角的乘積,即光闌面積和向準直鏡孔徑所張立體角的乘積,或者等效為準直光的面積和它的發散的立體角的乘積
在一些低分辨率的光譜儀中沒有準直光闌,光源或探測器起著有效光闌的作用,限制了光通量的大小.
為了獲得理想準直的光束（光束完美的平行）,光闌必須無窮小,于是光通過量為零.光闌越大,光通量越大,而被準直的光束也越發散.然而,干涉儀中光束的發散度,或者它的光通量,是受到所要求的光譜分辨率限制的.因為對于一個給定的動鏡位移,以不同的角度通過干涉儀的光線到達真正光軸有不同的光程差,它們對總干涉圖信號的各自貢獻將會模糊掉每個動鏡位移的光程差.因此,分辨率要求越高,光發散要求越小.最佳的通過量與所研究的最高頻率處的光譜分辨率是完全一致的.最大光通量定量地與光譜分辨率成比例
3.高測量精度（Connes優點）
色散型儀器的精度受很多條件的限制.如校正譜圖精度的校樣純度、機械部件移動以及人為的讀書誤差等,都使這類儀器測量精度難于提高.一般很難達到0.1cm-1精度.
FTIR光譜儀的光學結構簡單,干涉儀只有一個動鏡是運動部件,通常動鏡是在無摩擦的空氣軸承上移動,其運動又受高度穩定的He-Ne激光干涉系統監控,因此測量的重復性和準確度都很十分高.加之在FTIR系統中,使用了單色性極好的He-Ne激光干涉系統作為采樣標尺,確保采樣精度達到 0 .001cm-1.
4.測量波段寬,全波段內分辨率一致
色散型光譜儀測量時,用色散法配以光闌狹縫取得單色光.但這些不同頻率的單色光能量又不盡相同.為了保持所獲得的能量近似不變,常常需要不斷改變狹縫寬度,或用其他技術來調節光通量.這在技術上是很困難的.一種簡化的辦法是在中紅外測量全波段光譜時,使用兩種分辨率.色散型光譜儀無法在全波段范圍內分辨率一致.
FTIR光譜儀以干涉法采集數據,以數字形式存儲數據和運算,很容易做到分辨率一致.極寬的測量波段也是FTIR光譜儀特有的優點.它可用改換光源、分束器、探測器的辦法,在同一臺FTIR光譜儀上實現多波段測量.