傅里叶变换分光计fuliye bianhuan fenguangji

利用干涉谱与傅里叶变换技术相结合测定光谱的精密仪器。干涉谱是用迈克耳孙双光束干涉仪获得的。在下面的原理图中，入射光束被半反半透膜F分为两束。一束射向固定反射镜M₁；另一束射向可移动反射镜M₂。M₂移动x/2，则光程差变化x。这两束光在出射光束中相遇，发生干涉。这时，探测器接收到的是一种调制信号I(x)，它是x的函数，同入射光谱的强度分布B(ῦ)之间的关系是

其中ῦ为谱线波数，I(0)是光程差为零时的出射光强。上式可改写为

左端[2I(x)-I(0)]就是干涉谱，数学上称为B(ῦ)的傅里叶变换。将干涉的结果[2I(x)-I(0)]送入计算机对其进行傅里叶逆变换，输出的信号便是我们需要的光谱的强度分布B(ῦ)。

可见傅里叶变换分光计既要有光学部件——迈克耳孙干涉仪，又要有大容量、高速计算机，还要保证反射镜M₂在长距离内(1～2米)运动的平稳性与取样的高精度，因此仪器是复杂昂贵的，但它有其突出的优点：
❶高通量。没有狭缝的限制，因而仪器的光通量比常规光谱仪高约2个数量级。
❷多路性。所有波长的谱线同时测量，不象常规光谱仪是按波长逐点测量，这样，测量时间相同时，信噪比大为提高。
❸高分辨本领。理论上的分辨极限δῦ=1/(2x_max),x_max是最大光程差。目前世界上x_max可达6米，这样δῦ=0.9×10^-3厘米-1，接近多普勒线宽。因此傅里叶变换分光计得到了广泛应用，不仅用于红外和测试困难的远红外光谱学研究，而且成为日常的分析测试手段，它的工作光谱范围在向可见光、紫外光，直至x光区扩展，迈克耳孙早在19世纪就提出了这种分光计的工作原理，但由于没有快速傅里叶变换计算机，抵销了它的优点。1966年库里—塔基(Cooley—^Tukey)快速傅里叶变换算法首次用于干涉光度法，以前几小时才能完成的计算，现在几秒钟就够了。1968年以后，适用的傅里叶变换分光计就纷纷出现了。