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紅外顯微鏡主要由載物臺、紅外光源、聚光鏡、物鏡、調焦機構、圖像轉換管、目鏡、攝像頭及計算機等組成。目前紅外顯微鏡可以提供兩種范圍的紅外波長，可以滿足不同研究工作的需要。
系統組成：
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、紅外顯微鏡系統和計算機組成。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、顯微鏡光學系統、檢測器等。
由紅外光源發出的光經分束器分為兩束光，一束由動鏡經分束器反射到樣品后進入檢測器;另一束由定鏡反射經分束器、樣品后到檢測器，兩束光作用于樣品，并在檢測器處發生干涉。干涉儀將光源來的信號經過樣品后以干涉圖的形式送往計算機進行傅里葉變換的數學處理，最后將干涉圖還原為光譜圖。
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，可提供較好的信噪比，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*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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