紅外顯微鏡主要由載物臺(tái)、紅外光源、聚光鏡、物鏡、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、圖像轉(zhuǎn)換管、目鏡、攝像頭及計(jì)算機(jī)等組成。目前紅外顯微鏡可以提供兩種范圍的紅外波長(zhǎng)，可以滿足不同研究工作的需要。

紅外顯微鏡的原理

　　1、系統(tǒng)組成

　　紅外顯微鏡是將紅外光譜儀與光學(xué)顯微鏡聯(lián)用的系統(tǒng)。主要由紅外主機(jī)、紅外顯微鏡系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成。紅外顯微鏡由于其精密性，多采用干涉原理，主要部件包括邁克爾遜干涉儀、顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)器等。

　　由紅外光源發(fā)出的光經(jīng)分束器分為兩束光，一束由動(dòng)鏡經(jīng)分束器反射到樣品后進(jìn)入檢測(cè)器;另一束由定鏡反射經(jīng)分束器、樣品后到檢測(cè)器，兩束光作用于樣品，并在檢測(cè)器處發(fā)生干涉。干涉儀將光源來的信號(hào)經(jīng)過樣品后以干涉圖的形式送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換的數(shù)學(xué)處理，Z后將干涉圖還原為光譜圖。

　　2、工作原理

　　樣品放置在紅外顯微鏡的載物臺(tái)上，光譜儀產(chǎn)生光束射向并聚焦到待測(cè)樣品，可以進(jìn)行上下高度的光路聚焦。通過調(diào)節(jié)載物臺(tái)X軸和Y軸以及調(diào)節(jié)光柵，可以確定測(cè)試的樣品以及樣品中不同的微區(qū)。

　　紅外顯微鏡檢測(cè)器測(cè)量出顆粒的光譜反射光束，從而對(duì)樣品進(jìn)行點(diǎn)、線、面的分子水平的掃描，可以快速、自動(dòng)獲得大量的紅外光譜圖，并把測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)的紅外光譜同時(shí)存入計(jì)算機(jī)。經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理便得到不同化學(xué)官能團(tuán)及化合物在微區(qū)分布的三維立體圖或平面圖，并以彩色圖像的形式顯示在屏幕上。不同顏色代表該區(qū)域某一基團(tuán)的吸光度不同。

　　通過成分圖像分析，可以獲得樣品的空間分辨紅外譜圖和某一微小區(qū)域內(nèi)成分圖像，從而可以分析樣品在各掃描微區(qū)的組分及結(jié)構(gòu)特征，因此可以表征樣品的結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)的空間分布及其變化等。

　　3、測(cè)量方式

　　紅外顯微鏡按其光路系統(tǒng)的差異，一般分為非同軸光路紅外顯微鏡和同軸光路紅外顯微鏡兩大類。非同軸光路紅外顯微鏡是較早推出使用的一類紅外顯微鏡，具有透射式和反射式兩種操作功能。同軸光路紅外顯微鏡是另一類紅外顯微鏡，也具有透射式和反射式兩種操作模式。也可以采用衰減全反射模式，它采用的是硅晶體。

　　根據(jù)紅外顯微鏡所測(cè)樣品的形態(tài)、性質(zhì)和測(cè)試要求，可以選擇透射、反射、衰減全反射三種測(cè)試模式。透射模式是測(cè)定樣品的主要方法，可提供Z好的信噪比，適應(yīng)于測(cè)試透光性較好的樣品，如厚度小于20μm的薄膜、固體切片;反射模式是效率較高的一種測(cè)試方法，適應(yīng)于測(cè)定背景比較光亮、光反射較強(qiáng)的樣品，如微小顆粒樣片;衰減全反射模式，在某些情況下是必不可少的一種測(cè)量方法，適應(yīng)于測(cè)定需進(jìn)行表面成分或表面污染物分析的樣品。

紅外顯微鏡的特點(diǎn)

　　紅外顯微鏡的設(shè)計(jì)目標(biāo)是收集細(xì)微樣品的紅外光譜而不受周邊基質(zhì)光譜的影響。顯微鏡可見光設(shè)計(jì)的考慮涉及放大、分辨率和反差。Z重要的可見光考慮的是分辨率，因?yàn)槿绻麤]有高分辨率的能力，細(xì)微的資料在較高的放大倍數(shù)下是不可見的。

　　紅外顯微鏡具有許多功能，通過使用對(duì)比增強(qiáng)的變化來收集樣品的高質(zhì)量視覺圖象。這些特點(diǎn)，允許在紅外顯微鏡上完成更多的分析。紅外顯微鏡有許多提供Z好的空間分辨率的ZL特征，易使用和靈活的配置。一個(gè)高品質(zhì)的紅外顯微鏡必須有額外的、可見光特性，以提供優(yōu)質(zhì)的紅外數(shù)據(jù)。也就是說，獲得低品質(zhì)視覺圖像的顯微鏡也就產(chǎn)生低質(zhì)量的紅外圖像。好的紅外顯微鏡既提供了良好的光學(xué)(白光)性能以便使用者觀察樣品，又提供了良好的光譜學(xué)性能，從而獲得高質(zhì)量的譜圖。

　　紅外顯微鏡應(yīng)用了很多ZL技術(shù)，如從物鏡到觀察鏡的無限光路校正，同時(shí)查看樣品采集和視覺圖象。由于圖像信息在校準(zhǔn)后的光束中傳送，因此無限光路校正提供了高品質(zhì)的光學(xué)和紅外后的表現(xiàn)，而不受光學(xué)元件如過濾器和偏振片等的影響。同時(shí)樣品觀看和采集特征允許技術(shù)人員預(yù)覽譜圖的同時(shí)觀看樣本，確保準(zhǔn)確的采樣位置從而保證了光譜圖的質(zhì)量。可調(diào)光闌允許技術(shù)人員采集極小的樣品時(shí)不受周圍基質(zhì)的干擾。紅外顯微鏡提供多種紅外光和可見光物鏡，為樣品采集提供了一種有效的方式來配置顯微鏡。

　　紅外顯微鏡一般采用折返式光路系統(tǒng)。只使用一個(gè)光闌，而不是使用雙光闌，紅外光束通過光闌，照射樣品后的光束通過反射，又經(jīng)過同一個(gè)光闌到達(dá)檢測(cè)器，這樣，可以使衍射光減到Z小。因而所得到的光譜只包含所感興趣的區(qū)間的樣品信息，而不受樣品區(qū)間周圍介質(zhì)的影響。