1. 反射模式（又称漫反射模式）
反射模式主要用于分析固体样品，近红外光可穿至样品内部1~3mm，未被吸收的近红外光从样品中反射出。分别测定样品的反射光强度（I）与参比反射表面的反射光强度（Ir），其比值为反射率R。lg（l/R）与波长或波数的函数为近红外光谱。
R=I/Ir
AR=lg（l/R）=lg（Ir/I）
固体样品的颗粒大小、形状、紧密程度及其他物理性质均会引起光谱基线的漂移，因此不是所有的固体混合物均符合比尔定律。可用数学方法减弱或消除粒度的影响。最常用的数学方法为对光谱进行导数处理。当样品量足够大时，也可用多元散射校正方法处理数据。
2. 透射模式
透射模式主要用于分析液体样品，近红外光穿过样品，透射光强度（I）与波长或波数的函数为近红外光谱。测定样品时样品置于光源与检测器之间的光路上，结果直接以透光率（T）或吸光度（A）表示。
T==I/Io
A=-lgT=lg（l/T）=lg（Io/I）
式中Io为入射光强度。
透射-反射模式为透射与反射模式的结合，将反射镜置样品的后部，光源与检测器在样品的同侧，近红外光穿过样品后经反射镜返回，因此光程增加为两倍。
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