ці операції, називається Фур'є-спектрометром (ФС). У нього, як правило, крім двухлучевого інтерферометра входять освітлювач, детектор випромінювання, підсилювач, аналогово-цифровий перетворювач і ЕОМ.
Інтерферометр містить два взаємно перпендикулярних дзеркала - нерухоме і рухоме, і напівпрозору светоделітельную пластину, розташовану в місці перетину падаючих пучків випромінювання і пучків, відбитих від обох дзеркал. Пучок випромінювання від джерела, потрапляючи на пластину, розділяється на два. Один з них спрямовується на нерухоме дзеркало, другий - на рухоме дзеркало; потім обидва пучка, відбившись від дзеркал, виходять через светоделітель з інтерферометра в одному і тому ж напрямку. Далі випромінювання фокусується на зразку і надходить на детектор випромінювання. Два пучки відрізняються один від одного оптичною різницею ходу, величина якої змінюється залежно від положення рухомого дзеркала. У результаті інтерференції пучків інтенсивність результуючого світлового потоку періодично міняється (модулюється). Частота модуляції залежить від частоти падаючого випромінювання і зміщення рухомого дзеркала [12].
Будучи значно складніше звичайних спектрометрів, Фур'є-спектрометри мають ряд переваг над іншими спектральними приладами.
За допомогою ФС можна реєструвати одночасно весь спектр. Завдяки тому, що в інтерферометрі допустимо вхідний отвір більших розмірів, ніж щілину спектральних приладів з диспергирующим елементом такого ж дозволу, Фур'є- спектрометри в порівнянні з ними мають виграш в світлосилі, що дозволяє: зменшити час реєстрації спектрів; збільшити відношення сигнал-шум (так зване перевага Фелгетта ); підвищити дозвіл; зменшити габарити приладу.
Всі ІЧ - спектрофотометри незалежно від конструкції мають загальні елементи: джерело випромінювання, оптичну систему, приймач, систему посилення сигналу.
Джерела випромінювання. Ідеальним джерелом для ІЧ - спектроскопії був би монохроматический випромінювач високої інтенсивності, безперервно перебудовується в широкому частотному інтервалі. Незважаючи на те, що існують лазери з перебудовується частотою, в даний час найбільш поширеними є що нагріваються до температури 1200 - 1400 К джерела з широкою областю випромінювання: глобар (карбід кремнію), штифт Нернста (оксиди цирконію, торію, ітрію), ніхромовий спіраль, платинова дріт з керамічним покриттям. У далекій ІЧ області використовується випромінювання стінок ртутної лампи низького тиску. Випромінювальна здатність теплових джерел підкоряється закону Планка для випромінювання абсолютно чорного тіла. Ведуться дослідження по застосуванню терагерцового випромінювання (субміліметровий діапазон) в спектроскопії.
Оптичні системи. Призначення оптичної системи - направляти випромінювання джерела по потрібному шляху з мінімальними втратами. Використання відбивних дзеркал із зовнішнім покриттям (напилений алюміній, просвітлюючі покриття) дозволяє уникнути хроматичної аберації. Відбивна оптика може мати плоскі, сферичні, параболічні, еліптичні або тороїдальні поверхні. Розроблено велику кількість типів оптичних систем спектрофотометрів. Класичні схеми спектральних приладів розглянуті в спеціальній літературі
Приймачі випромінювання. Приймачі ІЧ випромінювання діляться на дві групи: теплові та фотоелектронні. Перша група включає термоелементи (термопари), болометри (опору з великим температурним коефіцієнтом), пневматичні приймачі, піроелектричні приймачі. Піроелектричні детектори (на основі триглицинсульфата (NH2CH2COOH) 3 H2SO4) використовуються в інтерферометрах через їх високої чутливості в широкій ІЧ області. В основі роботи фотоелектронних напівпровідникових приймачів, до яких відносяться фоторезистори і фотодіоди, лежить явище внутрішнього фотоефекту. У ближньому ІЧ діапазоні найбільш поширені фотодіоди на основі германію та твердого розчину InGaAs. У середньому ІК діапазоні застосовуються охолоджувані рідким азотом фотодіоди на основі твердого розчину HgCdTe (MCT Mercury-Cadmium-Tellurium). Напівпровідникові детектори для роботи в низькочастотній області потребують охолодження до низьких (азотних або гелієвих) температур. Ширина забороненої зони визначає довгохвильову границю чутливості фотоелектронних приймачів.
Оптичні матеріали. Так як звичайні оптичні стекла поглинають середнє і довгохвильове ІЧ випромінювання, то в якості матеріалів для виготовлення вікон кювет і светоделітель використовують монокристали різних солей. У спектроскопії внутрішнього відбиття застосовують матеріали з високими показниками заломлення. Деякі особливості та переваги спектроскопії з перетворенням Фур'є полягає в тому, що в класичних спектрофотометрах реєстрація спектра проводиться в часі при послідовному русі виходить з монохроматора спектра по вихідної щілини. Цей процес називається скануванням по...
