ATR衰减全反射探头的原理

红外光谱是分析化合物结构的重要手段, 常规的透射式红外光谱以透过样品的干涉辐射所携带的物质信息来分析该物质，要求样品的红外线通透性好。但很多物质如纤维橡胶等都是不透明的，难以用透射式红外光谱来测量，另外有时人们对分析物表面感兴趣，在这些情况下，红外反射就成为有力的分析工具。 &<P!o_+eb  
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衰减全反射（Attenuated Total Reflection，ATR）：光波入射时，入射面内偏振的单色平面光波在密－疏媒质的界上全反射时，光疏媒质中所形成的迅衰场(见衰减波)量可以被耦合到金属或半导体的表面上而使表面等离元(SP)或表面极化激元共振激发，全反射的光强因而发生剧邃衰减的现象。ATR是一种研究表面或界面光学性质的十分灵敏的方法,由于ATR可以在金属－真空界面、金属－电介质界面上均能实现因之ATR方法已成为研究表面物理现象的一种具有发展前途的方法。 _YH)E^If  
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由于SP的激励是沿界面传递的，入射光的波矢沿界面的分量与SP的波矢相匹配时才能满足共振激发的条件，这时候入射光的能量可以通过迅衰场而耦合到SP使之激励,而反射率应为100%的全反射光强因而受到了严重的衰减。匹配可以通过改变入射角或改变入射光的波长来实现。反射率随入射角或波长改变的曲线称为衰减全反射谱（ATR谱，图3）。SP的激发反映在ATR谱中为一具有洛伦兹线型的共振吸收峰(见光的吸收)，峰的位置、半宽度及峰值与承受SP激发的媒质的介电常数及膜层或空气隙的厚度有密切的关系。由于SP只局限在界面的附近,所以ATR谱只反映出界面的特性而与媒质的体内因素无关。若是界面的状态发生了变化，例如形成了过渡层，界面增加了粗糙度以及吸附了其他分子等等都会引起ATR谱中的共振峰的位置、宽度及峰值的改变。 MyOdWD&7  
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