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紅外光譜儀由紅外光源、光闌、干涉儀、樣品室、檢測器以及各種紅外反射鏡、氦氖激光器、控制電路和電源組成。來自紅外光源的輻射，經過凹面反射鏡使成平行光后進入邁克爾遜干涉儀，離開干涉儀的脈動光束投射到一擺動的反射鏡，使光束交替通過樣品池或參比池，再經擺動反射鏡，使光束聚焦到檢測器上。
紅外光譜儀無色散元件，沒有夾縫，所以來自光源的光有足夠的能量經過干涉后照射到樣品上然后到達檢測器，測量部分的主要核心部件是干涉儀，干涉儀是由固定不動的反射鏡(定鏡)，可移動的反射鏡(動鏡)及分光束器組成，定鏡和動鏡是互相垂直的平面反射鏡。分光束器以45°角置于定鏡和動鏡之間，能將來自光源的光束分成相等的兩部分，一半光束經分光束器后被反射，另一半光束則透射通過分光束器。
紅外光譜儀的紅外光譜圖是將邁克爾遜干涉儀動鏡掃描時采集的數據點進行傅立葉變換得到的。在邁克爾遜干涉儀中，當來自光源的入射光經光分束器分成兩束光，經過兩反射鏡反射后又匯聚在一起，再投射到檢測器上，由于動鏡的移動，使兩束光產生了光程差，當光程差為半波長的偶數倍時，發生相長干涉，產生明線；為半波長的奇數倍時，發生相消干涉，產生暗線，若光程差既不是半波長的偶數倍，也不是奇數倍時，則相干光強度介于前兩種情況之間，當動鏡聯系移動，在檢測器上記錄的信號余弦變化，每移動四分之一波長的距離，信號則從明到暗周期性的改變一次。
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