近紅外理解誤區解析
? ? ?? 有些專家、學者、用戶經常咨詢我們， AOTF/NIR 采用 TeO2 單晶體材料及先進的分光技 術，為什么分辨率沒有 FT/NIR（傅立葉變換）技術的高呢？近紅外儀器光斑大小對測試結 果準確度是否有影響？下面就以上兩個問題作具體的解析：
（一）、AOTF-NIR 與 FT-NIR 分辨率之解析
1.光譜的分辨率是指儀器對于光譜相鄰的峰可以分辨的最小波長間隔，表示儀器實際分辨兩相鄰光譜的能力。
2.分辨率指標最大的作用在于對相似或相近的物質能否有效的區分開來，因為相似 或相近的物質的近紅外光譜也是非常接近。分辨率與定量檢測結果的準確度并沒有必然的聯 系，并不是分辨率越高測量的準確度越高，針對傅立葉變換的儀器來說，太高的分辨率反而 有可能降低其測量的準確度。這是由傅立葉變換儀器的原理所決定的。
3.
美國麻省理工大學重點實驗室 FT 儀器不同分辨率下測得的多元醇的光譜圖
從上面的實例可以看出，傅立葉變換的儀器在高分辨率的情況下，近紅外圖譜出現一種 現象，國外專家稱其為“Gibb’s Ears”現象（圖中紅圈標示部分），看上去象真的吸收， 實際上是一種轉換誤差。
這是因為傅立葉變換儀器測得的是吸光度—時間光譜圖，并不是標準的近紅外光譜圖， 必須通過傅立葉變換將吸光度—時間光譜圖轉換為吸光度—波長光譜圖才能夠進行光譜解 析。該轉換冗長且計算強度大，需要一定的時間，通常采用簡易的“Cooley—Tukey”運算 法則加速變換，在光譜中會產生周期性誤差，以每個吸收譜帶的中間最大峰位周圍的突起形 式出現，形成“Gibb’s Ears”現象。從圖中可以看出，隨著分辨率從 2 個波數到 32 個波 數的增大，“Gibb’s Ears”現象形成的突起逐漸降低直至消除。因此，要減少或消除“Gibb’s Ears”，必須降低光譜的分辨率。FT-NIR 在高分辨率下會使測試的誤差變大，降低測量結果 的準確性。
4. AOTF-NIR 采用 TeO2 單晶體材料作為分光器件，一體性固化設計，沒有任何可移動部件，穩定可靠，且 AOTF 得到的是標準的近紅外光譜，不需要任何轉換，因此不存在“Gibb’s Ears”現象。
5. AOTF 可以達到 0.125nm 的分辨率，但是專家們研究得出近紅外的分辨率在 1-10nm 是最 好應用的，象二甲苯的同分異構體（對二甲苯、間二甲苯、臨二甲苯）1nm 的分辨率足以分 辨開來。因此，AOTF-NIR 將分辨率定到 1-10nm 范圍內，以達到最好的應用，而不是以高分 辨率作為有名無實的唬頭。
（二）、AOTF-NIR 與 FT-NIR 光斑大小之解析
?通常大家都會認為光斑越大所獲取的信息越多，測試的準確度越高；光斑越小所獲取 的信息越少，結果的誤差也越大。其實不然，近紅外測試的結果與光斑大小沒有必然的關系。
近紅外測試的結果取決于在漫反射、漫透射、透射過程中提取被測物質信息量多少的 問題而定。根據能量守衡定律，在光源能量一致的情況下，光斑越大，照射的面積越廣，不 僅增大了表面反射光的強度，其穿透物質的深度越淺，而且帶來的雜散信號也越多；而光斑 小，則單位面積上的光強增大，穿透深度加強，可以得到更多攜帶樣品內部信息的反射光（有 效信息），從而提高了檢測的可信度。
AOTF-NIR 光源采用預準直定位設計，保證了光路的精度，同時，AOTF 內部構造簡單， 使穿行于設備內的光徑最短，光能量的損失減少到最低，保證最大的光學效能輸出，大大提 高了儀器的信噪比，因此穿透物質的程度深，小光斑可以得到大量有效的信息。同時，由于 AOTF 的速度極快，相同時間內可以對樣品進行更多次的掃描—即意味著更多的光譜平均—-更高的代表性與可靠性。
FT-NIR 必須在全光譜范圍內掃描，不能夠截取任何一個波長范圍掃描，這樣，在沒有 被測物質信號的波長區域可能會引進一些干擾的信息，不僅使得掃描時間長，而且測試結果 的準確性差。而 AOTF-NIR 可以選擇任何一個波長范圍進行連續或非連續掃描，可以根據被 測物質的有效波段進行選取掃描，不僅更合理，而且縮短掃描的時間，消除干擾信息，使測 量的結果更準確。
