红外透过率傅里叶光谱测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-28  

本检测详细介绍了红外透过率傅里叶光谱测试这一关键材料光学性能表征技术。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、标准化的测试方法流程以及所需的关键仪器设备,旨在为材料科学、光学工程及相关领域的研究与质量检测人员提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

特定波长透过率:测量材料在特定红外波长(如3-5μm、8-12μm大气窗口)下的光透过百分比,是评价其窗口或滤光片性能的核心指标。

平均透过率:计算材料在指定红外波段范围内的透过率平均值,用于综合评价其整体透光性能。

光谱透过率曲线:获取材料在宽谱段(如2.5-25μm)内透过率随波长变化的连续曲线,揭示其光谱特性。

截止波长:确定材料透过率下降至特定值(如50%)时所对应的波长,用于界定其有效工作波段。

吸收峰位置与强度:识别并量化光谱曲线中的特征吸收峰,用于分析材料分子结构、化学键及杂质成分。

反射率与吸收率计算:在测得透过率及反射率的基础上,通过计算间接得到材料的光吸收率,评估其热效应。

光学带隙估算:对于半导体材料,利用其红外吸收边的数据,通过Tauc plot等方法估算其光学带隙能量。

薄膜厚度监控:对于光学薄膜,利用其干涉条纹的周期反推薄膜的物理厚度,是一种非接触式监控方法。

均匀性测试:测量材料不同位置的红外透过率,评估其光学性能的均匀性和制备工艺的稳定性。

环境可靠性测试后性能:检测材料在经过高低温、湿热、盐雾等环境试验后红外透过率的变化,评价其环境稳定性。

检测范围

红外窗口材料:如硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、蓝宝石(Al2O3)、氟化钙(CaF2)等,用于导弹整流罩、热像仪窗口。

光学薄膜与涂层:包括增透膜、反射膜、滤光膜等,用于提升或调控基底材料的红外光学性能。

高分子聚合物薄膜:如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)等,用于包装、农业薄膜或特殊光学元件。

半导体晶圆与材料:如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等,评估其在红外区域的透光性及杂质吸收。

红外滤光片:窄带、宽带、长波通、短波通滤光片,测试其通带透过率、截止深度及截止陡度。

军事与航空航天涂层:隐身涂层、热控涂层等,分析其在红外波段的透过、吸收与反射特性。

光学玻璃与晶体:包括氟化物玻璃、硫系玻璃及各种红外晶体材料。

液体样品:如油类、溶剂等,使用液体池进行测试,用于成分分析或纯度鉴定。

纺织品与复合材料:测试其红外透射性能,应用于保暖服装、伪装材料或隔热材料开发。

塑料与橡胶制品:评估其作为红外光学部件或密封材料的可行性及性能一致性。

检测方法

透射法:最常用的方法,将样品置于红外光源与探测器之间,直接测量透射光强与参考光强的比值得到透过率。

背景扫描与样品扫描:标准流程,先在不放样品时扫描背景光谱,再放入样品扫描,由仪器软件自动计算透过率光谱。

可变角透射测试:改变红外光入射到样品上的角度进行测量,研究材料透过率的角度依赖性。

偏振透射测试:使用偏振器,测量材料对不同偏振方向红外光的透过率,用于分析各向异性材料。

显微透射测试:结合红外显微镜,对样品的微小区域或微观结构进行高空间分辨率的透过率测量。

高温/低温透射测试:将样品置于温控腔内,测量其在不同温度下的红外透过率,研究温度效应。

数据处理与基线校正:对原始光谱数据进行平滑、基线校正等处理,以消除散射、干涉条纹等干扰,获得真实吸收信息。

峰位与峰面积积分:对特征吸收峰进行识别,并计算其积分面积,用于定量分析。

标准样品对比法:使用已知透过率的标准片对测试系统进行校准和验证,确保测量准确性。

多次测量取平均:对同一样品进行多次重复扫描并取平均,有效提高信噪比和测试结果的可靠性。

检测仪器设备

傅里叶变换红外光谱仪:核心设备,利用迈克尔逊干涉仪和傅里叶变换技术,实现高信噪比、高分辨率的宽谱红外光谱测量。

红外光源:通常为硅碳棒或陶瓷光源,提供稳定的中红外连续辐射。

分束器:干涉仪关键部件,常用材料为溴化钾(KBr)镀锗,用于红外波段的分束与合束。

红外探测器:如DTGS(氘代硫酸三甘肽)探测器、MCT(碲镉汞)液氮制冷探测器,用于将红外光信号转换为电信号。

样品室与样品架:用于放置和固定待测样品,通常配备可调节的支架以适应不同厚度和形状的样品。

红外显微镜附件:用于实现微区透射或反射测量,包含光学显微镜、红外物镜及专用样品台。

可变角透射附件:允许精确改变入射光角度,用于研究角度相关的光学特性。

温控样品池:提供高温或低温环境,用于研究材料红外性能的温度依赖性。

标准校准片:已知精确透过率的中性密度滤光片或特定材料片,用于仪器状态的定期校准。

干燥空气或氮气吹扫系统:用于去除光路中的水蒸气和二氧化碳,避免大气吸收对测试结果造成干扰。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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