红外光谱作为重要的分子特征光谱在物理和化学各研究领域举足轻重。长期以来,中国的FTIR光谱仪市场被欧美日俄等几家大型仪器公司垄断,国内完全没有自主知识产权的此类光谱仪产品。本文研究内容是“十五”国家科技攻关计划重大项目——“红外和激光拉曼光谱分析仪器的研制与开发(2004BA210A02)”——中最重要的一部分。论文对傅里叶变换红外光谱仪的若干核心技术做了探索和研究。论文中采用较新的光学、机械和电子的方法构建了一套基于迈克尔逊干涉仪的红外光谱仪系统,截至项目结题为止该设备是国内首套具有自主知识产权的傅里叶变换红外光谱仪。同时我们将该技术改进后应用到新的设计中,构建了一套新型傅里叶变换便携式红外光谱仪,并申请了专利。本文研究了傅里叶变换红外光谱仪设计中的几个核心技术,并完成了两种不同类型的仪器,主要研究内容包括：1.根据傅里叶变换红外光谱学的基础理论,研究了迈克尔逊干涉仪以及FTIR光谱仪设计过程中将要面临的几个理论性问题。主要讨论了仪器函数和截趾,影响分辨率的一些因素,采样过程中的一些问题,干涉图单边傅里叶变换时相位误差的产生和校正等；2.建立了一套基于音圈直线电机的动镜扫描驱动系统。根据感生电磁力原理,建立了电磁线圈的动力学模型,根据模型构建了直线电机的机械和电子控制系统,该系统能够驱动动镜按照设定的速度做往复匀速直线运动。直线电机在机械结构上采用了磁悬浮技术减小摩擦力,控制部分采用DSP做运算单元,按照新型PID算法实现对直线电机速度的高精度控制。文中详细讨论了系统的机械结构设计,控制算法和控制器的硬件和软件系统设计。实验结果表明该系统运动速度精度优于5%,达到了预期要求；3.根据傅里叶变换红外光谱学理论,建立了迈克尔逊干涉仪的数学模型,分析了造成干涉仪失调的原因,并对其作了误差分析。在此基础上,研制了一种电磁力驱动的定镜动态校正系统。该系统能够实时跟踪动镜相对定镜的倾斜,保持动镜和定镜平面始终相互垂直。文中详细讨论了定镜动态校正系统的工作原理,结构设计和控制系统的硬件和软件设计。实验结果表明,采用动态校正系统后能有效提高光谱仪的调制度,提高动镜运动的精度；4.本文还讨论了一套含有模拟电子滤波器的数据采集系统的硬件和软件的设计。我们采用了基于电路仿真软件OrCAD的模拟电子滤波器快速设计方法。通过与扫频仪输出曲线比较,证明这种设计方法快速,正确,有效。参照相关的测试标准,证明该数据采集硬件系统性能优异,能满足仪器设计要求。另外将动镜驱动和数据采集控制系统联系在一起,构建了一套实时傅里叶变换的数据采集系统,该系统能自动完成多次干涉图采集,对采集到的数据做平均和傅里叶变换得到光谱数据,并实时显示光谱图,提高光谱软件工作效率和友好性。实验结果表明该数据采集系统获得的光谱图信噪比接近20000：1,基本达到预期性能指标要求；5.在对实验室用傅里叶变换红外光谱仪的研究过程中,我们总结了大型傅里叶变换光谱仪的特点,借鉴国际上先进的光谱仪所采用的光学部件,提出一种新型的便携式傅里叶变换红外光谱装置。设计中将干涉仪的两反射臂用角反射体代替平面镜,动镜驱动系统也做了小型化设计,减小了整个干涉仪的尺寸和重量。根据该装置设计了便携式红外光谱仪,并将该设备应用于水中矿物油的实时实地测量方面。本文中详述了便携式红外光谱仪的工作原理,干涉仪系统的光学结构,动镜驱动系统的改进等。实验结果表明,该设备的各项性能指标超过了我们的预期指标。