Q: 在 ATR 測量期間，紅外光在稜鏡與樣品接觸位置的穿透深度有多深？
A :
以下因素會影響 ATR 測量的光線穿透深度：(1) 波數、(2) 入射角度和 (3) 折射率。依據這些因素，在接觸位置穿透進入樣品的深度，可用下列方程式決定。
(1) 波數
依據上述方程式，在較低波數 (較長波長) 下，穿透深度會增加。如下圖所示，ATR 光譜的低波數側的峰強度，遠高於在透射光譜內的強度。
穿透光譜
ATR光譜
(2) 入射角度
穿透深度會隨入射角度增加而減少。
(3) 折射率
若使用不同折射率的稜鏡測量相同樣品，具有最高折射率的稜鏡，穿透深度最小。理論上可用上述方程式計算光線穿透深度。
理論計算的光線穿透深度
| Wavenumber/cm-1 | Prism (refractive index) | |
|---|---|---|
| ZnSe or KRS-5 (2.4) | Ge (4.0) | |
| 4000 | 0.5 µm | 0.17 µm |
| 3000 | 0.66 µm | 0.22 µm |
| 2000 | 1.01 µm | 0.33 µm |
| 1500 | 1.35 µm | 0.44 µm |
| 1000 | 2.01 µm | 0.66 µm |
| 400 | 5.03 µm | 1.66 µm |
理論計算使用 45° 的入射角和一般有機化合物的樣品折射率 (n2 = 1.50)。因此測量多層膜時，依據選取的稜鏡，取得的峰可能會有差異。