Фурье-спектрометр

Почему в фурье-спектрометре используется интерферометр Майкельсона [c.457]

Ряс. 2. ИК-полоса поглощения V молекулы SP , полученная на фурье-спектрометре с разрешением 0,04 см ниже показана тонкая структура линии Р(39), измеренная на диодном лазерном спектрометре с разрешением 10 см . [c.202]

Помимо использования в фундаментальных исследованиях различных материалов, инфракрасные спектры являются мощным средством анализа. На рис. 6.10 приведен пример, который интересен с нескольких точек зрения. На рис. 6.10,6 мы имеем спектр излучения Венеры, полученный с помощью фурье-спектрометра (см. следующий раздел). Он свидетельствует о поглощении света молекулами двуокиси углерода в атмосфере планеты все детали спектра можно отождествить с колебательными модами Oj. На рис. 6.10, а показан тот же спектр, полученный на обычном спектрометре с дифракционной решеткой. [c.149]

В основу этой книги положен курс лекций, прочитанных автором на физическом факультете Ленинградского университета. В ней рассмотрены основные идеи развития обычного монохроматора и спектрографа, приборы, основанные на интерферометре Майкельсона, за которыми прочно утвердилось название фурье-спектрометр , а также главные принципы новых методов анализа оптических систем. Не затрагиваются методы лазерной спектроскопии. [c.3]

АППАРАТНАЯ ФУНКЦИЯ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРА [c.99]

Отметим, что при работе с фурье-спектрометром у нас появляется достаточно много возможностей для произвольной модификации формы И1(х). В самом деле, интерферограмма при измерениях может быть получена без аподизации и зафиксирована в памяти ЭВМ. Умножение ее яа весовую функцию мэж-но произвести на следующем этапе — перед выполнением фурье-преобразования. Можно поступить и иначе, найдя спектр без аподизации, затем осуществить свертку его с подходящей по форме аппаратной функцией. [c.100]

СВЕТОСИЛА ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРА [c.101]

Выбрав величину в.ходной диафрагмы в соответствии с условием АЙ = 2я/ахо, мы получим эффективную аподизацию аппаратного контура. Метод этот в фурье-спектрометрах практически не применяется, так как АО должно сильно изменяться при изменении частоты входного излучения. Обычно входная диафрагма устанавливается в соответствии с условием (64). При этом [c.102]

Полностью реализовать преимущества фурье-спектрометра можно в ИК-области спектра. Одновременная регистрация всего спектра, состоящего из N разрешаемых интервалов, дает уве- личение отношения сигнал/шум в зарегистрированном спектре в ] iV раз. Кроме того, фурье-спектрометр обеспечивает добавочный выигрыш на два порядка в величине сигнала вследствие увеличения светового потока. Таким же будет преимущество фурье-спектрометра по сравнению с классическим монохроматором и в видимой области спектра при регистрации малых световых потоков. [c.108]

НЕКОТОРЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРОВ [c.110]

К объяснению принципа действия фурье-спектрометра [c.254]

Преимущества фурье-спектрометра перед обычными спектральными приборами (например, с дифракционной решеткой, см. 6.6) обусловлены увеличением проходящего через прибор светового потока (для достижения высокого разрешения здесь ие требуется уменьшать ширину входной щели) и одновременной регистрацией всего спектра при использовании фотоэлектрических приемников. Для коротковолновой части спектра эти преимущества значительно снижаются в связи с тем, что. на приемник попадает одновременно с модулированной и немодулированная часть излучения, из-за чего возрастает уровень шумов на выходе. В коротковолновой части спектра шум определяется полным световым потоком, в то время как для малочувствительных детекторов инфракрасного излучения основной шум обусловлен собственными шумами детектора и в широких пределах не зависит от падающего на приемник потока излучения. Поэтому преимущества метода реализуются лишь в инфракрасной области, особенно в далекой. [c.255]

Рассмотрите интерферометр Майкельсона, входящий в систему фурье-спектрометра. Чтобы получить высокое разрешение в вычисленном спектре, необходимо зарегистрировать интерферограмму до больших оптических разностей хода, при которых сигнал интерференции становится очень малым. [c.221]

Интерферометр Майкельсона. Интерферометр Майкельсона — классический и широко известный прибор. Майкельсон впервые использовал его для обнаружения абсолютного движения Земли. В результате этого опыта была показана несостоятельность теории эфира. В дальнейшем этот интерферометр приобрел весьма широкое распространение и разнообразные применения в технике физического эксперимента, а в настоящее время — как база для построения нового класса спектральных приборов — фурье-спектрометров (см. 7.1). [c.151]

Высокая направленность и интенсивность лазерного излучения позволяет измерять малое поглощение ( — 10 см 1). Широко применяются абсорбционные спектрометры на основе диодных лазеров (разрешение 10 M i), а также фурье-спектрометры (см. Фуръе спектроскопия). Для повыше]ШЯ контрастности резонансов и исследований нелинейных явлении поглощающую среду помещают внутрь резонатора лазера (см. Внутрире-зоиаторная лазерная спектроскопия). [c.555]

Т. к. эти ширины могут быть сделаны предельно малыми, спектральная разрешающая способность О приборов, используемых в этом методе (типичные значения О — и/До) 10 —10 ), на несколько порядков выше, чем для традиц. спектральных приборов или фурье-спектрометров (для них С 10 —10 ). При этом область дисперсии для нелинейных спектрометров может быть аномально велика, она определяется шириной области перестройки частоты одного или нескольких перестраиваемых лазеров накачки и может занимать значит, часть видимого спектра. При сочетании спектроскопии четырёхволнового смешения с Н. с. насыщения удаётся исключить доплеровское ушире-ние. Пространств, разрешение методов смешения частот определяется размерами области перекрытия всех взаимодействующих пучков. [c.308]

Для данной группы С. и. характерны одноврем. спектрально-селективная модуляция (кодирование) длин волн, воспринимаемых одним фотоэлектрич. приёмником, и последующее декодирование электрич. сигналов. Наиб, распространение получили два типа приборов этой группы — адамар-спентрометры и фурье-спектрометры. [c.615]

В яауч. исследованиях часто проводят МСА неустойчивых и короткоживущих молекул, а также анализ промежуточных продуктов хин. реакций и изучение их кинетики. Для этой цели разработаны скоростные методы возбуждения и регистрации спектров. Так, с помощью фурье-спектрометров получают ИК-спектры за время до 10 с, при импульсном лазерном возбуждении — спектры комбинац. рассеяния за время л-Ю с, спектры поглощения и флуоресценции за время с и даже 10 с (см. Фемтосекундная спектроскопия). [c.620]

Во втором варианте С. в процесс распространения излучения вводится переменная временная задержка т и измеряется автокорреляц. ф-ция /(т). Наиб, эффективно это реализуется в двухлучевом интерферометре Майкельсона СКанирование.м по разности хода Д = гт. Изменения сигнала приёмника при таком скаиирова-нии дают интерферограмму /(Д), фурье-образ к-рой представляет собой спектр Ф(а), где о — волновое число (а = i k = с, К — длина волны). [Подробнее см. в ст. Фурье-спектрометр. Ниже рассматриваются методы измерения Ф(v).] [c.622]

С. разделяют также по методам возбуждения и наблюдения спектров. Широкое применение получили акустооптпческая С., когерентная С., G. насыщения, С, гетеродинирования, модуляционная С., много тонная С., фемто-и пикосекундная С., С. фононного эха, квантовых биений и др. методы лазерной спектроскопии. Существ. развитие получила фурье-С. с использованием фурье-спектрометров высокого разрешения. [c.625]

Наиб, распространены 2 метода С. с. ) фурье-спектро-скопия, являющаяся продолжением и развитием методов классич. спектроскопии, основанной на использовании не-монохроматич, теплового излучения (см. Фурье спектроскопия. Фурье-спектрометр) 2) монохроматич. спектроскопия с применением монохроматич. генераторов, обладающих широкодиапазонной непрерывной перестройкой частоты. Наибольших успехов достигла разработангшя в России монохроматич. С. с.. основанная на использовании ЭЛ.-перестраиваемых по частоте генераторов типа ламп обратной волны (ЛОВ), иногда называемая ЛОВ-спектроскопией. С. с. с применением лазеров раепросгра-нена значительно меньше из-за узкополосности перестройки лазеров. По сравнению с фурье-спектроскопией в суб-миллиметровом диапазоне ЛОВ-спектроскопия имеет значит. преимущество по таким осн. параметрам, как разрешающая способность р10 —10 (p = v, Sv, где 5v— мин. разрешимый интервал по частоте) и динамич. диапазон 0 = где —макс. и мин. мощности регистрируемых сигналов. Это позволяет методами ЛОВ-спектроскопии успешно проводить исследования, напр., узких резонансных линий поглощения с добротностью 10, а также исследовать вещества в области резких изменений их свойств (напр., при фазовых переходах). [c.17]

Принципиальная схема фурье-спектрометра S—источник сплошного ИК-спектра Mi—фиксированное зеркало интерферометра Л/j—подвижное зеркало интерферометра М —изображение фиксированного зеркала в плече зеркала Мг d—входное отверстие фурье-спектрометра В—светоделитель D—фотоприёмник А — усилитель И—интерфейс связи ЭВМ с регистрирующей и управляющей электроникой фурье-спектрометра. [c.389]

УРЬЁ-СПЕКТРОСКОПЙЯ—совокупность спектральных методов, в к-рых для получения спектров используются фурье-спектрометры. Ф.-с. исследует спектры в ИК-, субмиллиметровом и др. диапазонах длин волн. [c.391]

Существуют и другие схемы для получения спектров отражения и пропускания. Например, схема Фурье-спектрометра не содержит монохроматора, поэтому весь свет от источника падает на образец, а затем попадэг ет в сканирующий интерферометр, одно из зеркал которого перемещается вдоль нормали к своей поверхности. Как правило, применяется интерферометр Майкельсона. Фотоприемник регистрирует сложную интерферограмму 1 Ь), которая является суперпозицией интер-ферограмм /(Л, ) для каждой из длин волн, содержащихся в пучке. Спектры отражения Я 1 ) или пропускания Т ( ) восстанавливаются с помощью обратного преобразования Фурье (здесь 1У = 1/А). Приборы с Фурье-преобразованием применяются в диапазонах спектра от видимого до субмиллиметрового (Л 300 мкм). [c.25]

На рис. 2.30 показаны два участка (коротковолновый и длинноволновый) спектра пропускания монокристалла кремния толщиной 0,382 мм в инфракрасной области. Спектры зарегистрированы с помощью ИК Фурье-спектрометра 1К8-88 (Вгикег) при спектральном разрешении Аи — 1 см и диаметре пучка 0,8 см. Клиновидность кристалла по сечению зондирующего пучка составляет к/ х рй 1 10 . Полоса поглощения обусловлена присутствием атомов кислорода в кристалле (концентрация кислорода составляет примерно 10 см ) [c.62]

Как уже отмечалось, не все типы новых спектральных приборов о которых упоминалось выше, в настоящее время получили широкое распространение на практике. Многие из них. по существу, находятся на стадии лабораторных макетов и нуждаются в дальнейшем усовершенствовании. Лишь некоторые из новых приборов выпускаются серийно (фурье-спектрометр. спектрометр Жирара). [c.15]

Второй принцип измерения реализуется в фурье-спектромет-рах. Процесс анализа в них более сложен, однако преимущества в светосиле у этого метода настолько высоки, что фурье-спектро-метры находят всё более широкое применение в лабораторной практике. К тому же успехи развития вычислительной техники позволяют сейчас иметь специализированную ЭВМ, встроенную в сам прибор. В этом случае на выходе получается готовый спектр, и внешнее различие между фурье-спектрометром и классическим спектрометром исчезает. [c.7]

В большинстве существующих фурье-спектрометров используются двухлучевые интерферометры типа интерферометра Майкельсона. Как было показано в гл. III первого раздела, ртклик такого. интерферометра на короткий импульс можно Цредставить в виде /г(/) = 1/2 [6(О+6( —Д/с)], где Д — разность хода двух лучей в интерферометре. Очевидно, что для сложного сигнала на выходе интерферометра будет наблюдаться отклик [c.88]

Интерферограммы вращательного спектра молекул. Известно, что вращательные спектры молекул состоят из почти эквидистантных линий, лежащих, как правило, в дальней инфракрасной области спектра. Для анализа этих спектров с успехом применяются фурье-спектрометры, В качестве приближения к вращательному спектру возьмем в пространстве частот дираковскую гребенку (рис, 81, а) [c.96]

Сделаем несколько оценок. Предположим, что 2хо = 10 см, тогда из (63) следует, что такой спектрометр х10жет разрешить -линии, отстоящие друг от друга всего на 0,1 см. Если исследуется видимая область спектра и 0=2- 10 см , то разрешающая сила такого прибора оказывается равной 2-10 . Вместе с -тем, уже существуют уникальные приборы, в которых изменение разности хода составляет почти 2 м. Для ближней ИК-области спектра достигнута разрешающая сила порядка 10 . Таким образом, современные фурье-спектрометры могут служить приборами высокой разрешающей силы. Обладая к тому же возможностью. работы в широком спектральном диапазоне и одновременной регистрации всего спектра, они становятся незаменимыми для исследования ИК-излучения. [c.100]

Рассматривая двухлучевой интерферометр в главе, посвященной сисаму, мы нашли, что наличие косых пучков приводит к падению контраста интерференционной картины. Причиной этого была зависимость разности хода от угла i, отсчитанного от оптической оси. Мы нашли, в частности, что разность хода между осевым лучом и лучом, проходящим через край диафрагмы, не должна превышать 1/2. Иначе говоря, разность фаз между-ними не должна быть больше я. Проведя рассуждения для фурье-спектрометра совершенно так же, как и для сисама, мы получим, что телесный угол, под которым видна входная диафрагма интерферометра из центра коллиматора, не должен превышать [c.101]

Соотношение (64) показывает, что, с одной стороны, величина светового потока, проходящего через интерферометр, уменьшается обратно пропорционально разности хода между лучами. С другой стороны, оно позволяет вычислить выигрыш фурье-спектрометра по сравнению с обычным монохроматором в величине светового потока. Так же, как и в сисаме, этот выигрыш достигает по крайней мере двух порядков. [c.101]

Перейдем теперь к шумам приемников света. Они различаются очень сильно в зависимости от того, (регистрируется видимая или ИК-область спектра. В фотоприемниках, предназначенных для регист рации видимого излучения, дисперсия случайных флюктуаций электрического сигнала на выходе растет линейнО с ростом светового потока. Это увеличение сводит на нет выигрыш Фелжета. Сделать отсюда вывод о том, что фурье-спектрометр не имеет преимуществ по сравнению с классическим монохроматором в видимой области спектра, было бы неверно, так как мы видели, что световой поток в интерферометре Майкельсона на два порядка больше, чем в монохроматоре. Следовательно, даже в этом неблагоприятном варианте отношение сигнал/шум для фурье-спектрометра будет на порядок величины-больше, чем для монохроматора. [c.108]

Несмотря на то что в фурье-спектроскопии можно, в принципе, использовать любой дву.хлучевой интерферометр, практически применяются только разновидности интарферометра Май-кельсоиа. Основными элементами его, как мы видели, являются коллимирующая и фокусирующая пучок оптика, светоделитель и зеркала. Поскольку фурье-спектрометры главным образом используются-для исследования ИК-излучения, линзы в них не применяются, употребляется только зеркальная оптика. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...