Высокоинформативные детекторы: ИК-Фурье

Один из методов оптической спектроскопии, который позволяет получить спектр как результат при обратном Фурье-преобразовании интерферограммы исследуемых излучений, называется Фурье-спектроскопией. Этот метод представляет спектральный Фурье-образ и зависит от оптической настраиваемой разности хода двух оптических лучей.

Описание

Комплект аппаратуры, которая выполняет такие операции, носит название Фурье-спектрометром (ФС). Кроме двухлучевого интерферометра в него входит и осветитель с детектором излучения, усилителем, аналогово-цифровым преобразователем и ЭВМ.

Интерферометр состоит из двух взаимно перпендикулярных зеркал, одно из которых является неподвижным, другое подвижным. Так же в нем содержится полупрозрачная светодиодная пластина, которая расположена в месте пересечения пучков излучения, и пучков, которые отображаются от обоих зеркал. Световой пучок непосредственно попадает на пластину, и разделяются на несколько пучков. Один направляется на подвижное зеркало, а другой пучок на неподвижное. И после отражения от зеркал, оба пучка через светоделитель выходят из интерферометра в одном направлении.

Излучение далее фокусируется на образце и затем поступает на детектор излучения. Отличаются два пучка друг от друга  разностью хода, величину которого можно изменить положением подвижного зеркала. Периодически изменяется интенсивность светового потока в результате интерференции. Частотная характеристика частоты зависит от смещения подвижной зеркальной части и частоты падающего излучения.

Фурье-спектрометры, несмотря на свою сложность, обладают несколькими преимуществами по сравнению с другими спектральными оптическими приборами.

1. ФС позволяет одновременно регистрировать весь спектр. Так как допускается большой размер входного отверстия спектрометров, то такие Фурье-спектрометры имеют значительный выигрыш в светосиле, что способствует:

• уменьшению времени регистрации спектров;
• увеличению соотношения сигнал-шум;
• повышению разрешения;
• уменьшению габаритных размеров прибора.

2. ФС отличаются точностью отсчета длины волны, так как измерение проходит напрямую, не в дифракционных приборах.

Применяется ФС чаще всего в тех методах исследования, где иные методы неприменимы или малоэффективны. Наибольшее распространение сегодня получил ИК-Фурье спектрометр для получения колебательного спектра в ИК-области излучения.