Основы фурье-спектрометрии. 
Оптика: инфракрасная фурье-спектрометрия

Принципиальная оптическая схема фурье-спектрометра

Оптический спектрометр — это прибор для получения оптических спектров, то есть для построения зависимостей спектральной плотности потока излучения от волнового числа Ф_у(у) или длины волны Ф_А(Л). В инфракрасном диапазоне обычно рассматривают зависимости Ф₍,(у), причем в спектроскопии V определяется как v = 1/Л.

Фурьс-спсктромстрами называют модуляционные спектральные приборы, в которых для получения оптического спектра производится фурье-иреобразование электрического сигнала, генерируемого фотоприемником при попадании на него светового излучения.

Обычно основным элементом фурьс-спсктромстра является интерферометр Майкельсона (в одной из его разновидностей) [3], настроенный на получение интерференционных полос равного наклона^[1]*. Рассмотрим принципиальную оптическую схему фурье-снекгрометра (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Принципиальная оптическая схема фурье-спектрометра.

Излучение точечного источника S, находящегося в фокусе входного коллиматора К> попадает на расположенную под углом к оптической оси прибора полупрозрачную плоскопараллельную пластинку СД, называемую светоделителем (штриховая линия на рис. 1.1).

Светоделитель делит параллельный световой пучок на два: один из них (7) отражается на неподвижное плоское зеркало М, в то время как другой (/^ проходит к подвижному плоскому зеркалу М₂. После отражения от зеркал каждый из пучков возвращается к светоделителю, на котором снова делится на две части, одна из которых направляется на фотоприемник ФП.

Так как волны 3 и 3' когерентны, то они могут интерферировать между собой. Оптическая разность хода Д в данной схеме равна удвоенному расстоянию L между двумя отражающими поверхностями: М₂ — реального зеркала и М* — изображения первого зеркала, формируемого светоделителем. Если плоскости М₂ и A/i* строго параллельны, то интерференционная картина локализована в бесконечности и ее наблюдение возможно в фокальной плоскости камерного объектива К₂, где располагают приемную площадку фотоприемника.

В приведенной схеме излучение точечного источника в идеальном случае коллимируется в параллельный пучок, все световые лучи имеют одинаковую разность хода и излучение фокусируется в точку 7 — изображение точечного источника в выходной фокальной плоскости прибора.

В реальном случае протяженного источника света и расходящихся световых пучков в фокальной плоскости наблюдается интерференционная картина равного наклона в виде системы концентрических колец (см. далее раздел 2.3).

• [1] u Вместо интерферометра Майкельсона в принципе можно использовать любую оптическую схему, в которой реализуется интерференция.