中红外分光片的工作原理基于光学薄膜干涉效应和材料的光学特性。通过在基底(如硒化锌、硫化锌、氟化钙等)表面镀制特定功能的薄膜层,实现对入射中红外光的按比例分光(反射与透射)。具体表现为:
分光功能:将一束入射光分为两束,一束直接反射(参考光),另一束透射后照射样品(样品光)。通过比较两束光的强度,可计算样品对中红外光的吸收特性。
波长选择性:结合带通滤波片,可实现特定波段(如3.3μm CO₂吸收峰)的分光检测。
能量分配:例如,将高功率中红外激光(如2μm光纤激光器)分为两束,一束用于加工(透射光),另一束用于监控(反射光),实现闭环控制。
中红外分光片在多个领域发挥关键作用:
环境监测:分析飞灰、大气、沉积物及生物样品中的二噁英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)等持久性有机污染物。
食品安全检测:检测食品中的农药残留(如有机磷)、兽药残留(如磺胺类)及添加剂(如防腐剂)。
药物分析:分离药物代谢产物、手性药物异构体,以及药物中的杂质(如基因毒性杂质)。
法医毒物学:鉴定血液、尿液中的毒物(如农药中毒样本)。
激光加工与监控:在高功率激光加工中,分光片将激光分为加工光和监控光,确保加工精度和安全性。
光路折叠与简化:通过反射光路,减少设备体积,提升系统集成度。