Фурье-спектроскопия имеет ряд больших достоинств. Два глав­ных преимущества интерферометров перед обычными спектроме­трами заключаются в следующем

Регистрируемая интерферограмма представляет зависимость сигнала от разности хода пучков и является функцией энергии ис­точника, видоизмененной поглощением образца. Фурье-преобразо­вание полученной интерферограммы, проводимое по заданной про­грамме мини-ЭВМ, входящей в комплект современных фурье-спектрометров, дает результирующий спектр поглощения исследуемого образца. Спектральный интервал, который доступен для изучения, определяется используемым светоделителем. Чтобы охватить всю ИК область, необходимо несколько сменных светоделителей, кото­рые бывают в виде металлических сеток, пленок и диэлектрических покрытий на твердых подложках.

Рассмотрим получение спектра поглощения с использованием оптического фурье-спектрометра. При движении подвижного зеркала и интерференции пучков с изменяющейся разностью хода происходит сканирование в определенном спектральном диапазоне.

Как видно из сравнения приведенных выражений, прямое и обратное фурье-преобразование можно выполнить при помощи одного и того же алгоритма. Существуют очень быстрые алгоритмы такого преобразования.

Обратное фуръе-преобразование

Полученная в результате преобразования функция F(v) имеет действитель­ную и мнимую часть. Спектр в шкале частот представляет собой ее действи­тельную составляющую.

Преобразование спектра из шкалы частот в шкалу времени осуществляется при помощи обратного фурье-преобразования:

Во-первых, это выигрыш в энер­гии за счет того, что при сканировании в каждый момент времени на приемник попадает излучение всего исследуемого спектрально­го диапазона длин волн, а не узкий его участок, определяемый в монохроматоре обычного прибора диспергирующей системой и ще­лями. Иными словами, в интерферометре в течение всего времени сканирования получается информация одновременно обо всем ис­следуемом спектральном диапазоне, а в обычном спектрометре в разные моменты времени получается информация только в узких спектральных полосах исследуемого диапазона. Данное преимуще­ство интерферометров особенно важно в длинноволновой области, где интенсивность излучения источника мала и отношение сигнала к шуму является лимитирующим фактором. Высокая чувствитель­ность фурье-спектрометров иллюстрируется рис. 4.

Дата добавления: 2015-07-02