Фур'є-спектроскопія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Фур'є-спектроскопія

Фур'є-спектроскопія, фурье-спектрометрія, метод спектроскопії оптичною, в якому здобуття спектрів відбувається в 2 прийоми: спочатку реєструється т.з. інтерферограмма досліджуваного випромінювання, а потім дорогою її Фур'є перетворення обчислюється спектр.

  У Ф.-с. інтерферограмми отримують за допомогою інтерферометра Майкельсона, який налаштовується на здобуття в плоскості вихідної діафрагми (див. мал.(малюнок) 1 в ст. Інтерферометр ) інтерференційних кілець рівного нахилу (див. Смуги рівного нахилу ). При поступальному переміщенні одного з дзеркал інтерферометра змінюється різниця ходу D променів в плечах інтерферометра. В процесі зміни D досліджуване випромінювання модулюється, причому частота модуляції f залежить від швидкості v зміни D і довжини хвилі випромінювання l (хвилевого числа n = 1/l). При D = до l( до = 0, 1, 2...) мають місце максимуми інтенсивності випромінювання, при D = до l/2 — її мінімуми. Якщо v = const, то f = v /l = v n, тобто кожна довжина хвилі досліджуваного випромінювання кодується визначеною f .

  Сигнал на приймачі (інтерферограмма) є сукупністю синусоїдальних цугів (см. мал.(малюнок) ). Кожному спектру відповідає своя інтерферограмма. В деяких випадках спектр може бути визначений по ній безпосередньо, проте в більшості випадків для перетворення інтерферограмми в спектр необхідно виробити її гармонійний аналіз . Для цього вона записується у вигляді ряду (масиву) цифр, відповідних дискретним значенням інтенсивності випромінювання при зміні різниці ходу від 0 до D макс (або від —D макс до +D макс ) через рівні інтервали. Такий масив, що має в різних приладах від 10 2 до 10 6 значень, вводиться в пам'ять ЕОМ(електронна обчислювальна машина), яка шляхом перетворення Фур'є обчислює спектр протягом часу від декількох сік до декількох ч залежно від складності спектру і числа значень в масиві.

  Комплекс апаратури, що виконує ці операції, називається фурье-спектрометром (ФС); у нього, як правило, окрім двопроменевого інтерферометра, входять освітлювач, приймач випромінювання, система відліку D, підсилювач, аналогово-цифровий перетворювач і ЕОМ(електронна обчислювальна машина) (вбудована в прилад або встановлена в обчислювальному центрі). Складність здобуття спектрів на ФС перекривається його перевагами над ін. спектральними приладами . Так, за допомогою ФС можна реєструвати одночасно весь спектр. Завдяки тому, що в інтерферометрі допустимий вхідний отвір великих розмірів, чим щілина спектральних приладів з диспергуючим елементом такого ж дозволу, ФС в порівнянні з ними мають виграш в світлосилі. Це дозволяє зменшити час реєстрації спектрів, зменшити відношення сигнал — шум і підвищити дозвіл, зменшити габарити приладу. Наявність ЕОМ(електронна обчислювальна машина) в приладі дозволяє, окрім обчислення спектру, виробляти ін. операції по обробці отриманого експериментального матеріалу, здійснювати управління і контроль за роботою самого приладу.

  Найбільше вживання Ф.-с. знайшла в тих дослідженнях, де ін. методи малоефективні або зовсім непридатні (в основному, в ІК-області спектру). Наприклад, спектри в ближній ІК-області деяких планет були зареєстровані протягом декількох ч , а для реєстрації їх спектральним приладом з диспергуючим елементом було б потрібно декілька місяців. Малогабаритні ФС були використані при дослідженні з космосу навколоземного простору і земний поверхні в середній ІК-області. Лабораторні ФС для далекої ІК-області знайшли вживання в хімії. Побудовані також фурье-спектрофотометрі (див. Спектрофотометр ) для всієї ІК-області спектру.

  Літ.: Белл Р. Дж., Введення у фурье-спектроськопію, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1975; Інфрачервона спектроскопія високого дозволу. Сб., пер.(переведення) з франц.(французький) і англ.(англійський), М., 1972; Мерц Л., Інтегральні перетворення в оптиці, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1969.

  Би. А. Кисельов.

Інтерферограмми, відповідні: а — спектральній лінії, би — спектральному дублету, в — спектральною смузі.