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紅外顯微鏡是將紅外光譜儀與光學顯微鏡聯用的系統。主要由紅外主機、顯微鏡系統和計算機組成。由于其精密性，多采用干涉原理，主要部件包括干涉儀、顯微鏡光學系統、檢測器等。
它在生物學中的應用范圍是有限的。當用可見光觀察不透明的某些物體時，在較溉的紅外光區域就會變得透明，這種效應已經被用于研究在某些昆蟲中發現的滲入黑色素的甲殼質層。但是，某些有機物質在2-30微米波長范圍內的吸收特性實際上并沒有應用到生物學物質的定性和定量的顯微研究中，除了儀器和像的記錄問題而外，也由于在這種波長范圍內分辨力的損失已經變得十分引人注目。一個數值孔徑為0.6物鏡的最小分辨距離大約與所使用的光線的波長是相等的，這就意味著使用一個這樣孔徑的反射物鏡，以波長為10μm的紅外光觀察一個直徑為10μm左右的細胞幾乎是不可能的。
測量方式：
紅外顯微鏡按其光路系統的差異，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。
根據紅外顯微鏡所測樣品的形態、性質和測試要求，可以選擇透射、反射、衰減全反射三種測試模式。透射模式是測定樣品的主要方法，可提供好的信噪比，適應于測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試方法，適應于測定背景比較光亮、光反射較強的樣品，如微小顆粒樣片;衰減全反射模式，在某些情況下是不可少的一種測量方法，適應于測定需進行表面成分或表面污染物分析的樣品。
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