光学用語集フーリエ分光

フーリエ分光とは、干渉計を用いて光の干渉波形を測定し、フーリエ変換によって波長ごとのスペクトル強度分布を得る分光手法です。分光方法としては、回折格子により各波長を順次検出する分散型もありますが、こちらは干渉計で全波長を同時に検出し、計算機でフーリエ変換をおこない各波長成分を得る手法です。高い波長分解能で、高S/Nで、広い波長範囲を一度に測定できる利点があります。
特に赤外域を扱うものは、FT-IR(フーリエ変換赤外分光法)と呼ばれ、材料の化学構造や組成などの解析手段として有用です。(赤外領域には分子の振動・回転励起による吸収スペクトルがあり、分子に固有の形を示すためです。)

下図にマイケルソン干渉計を使用した波長スペクトル測定器の構成例を示します。特定波長の安定な光源を用いることにより、反射鏡の移動距離(光路差)が、波長オーダーで正確に得られます。ここでは2つの光信号(測定光と基準光)の経路を省略して一つで表示しています。移動距離に応じて得られる干渉波形から、フーリエ変換を用いて周波数成分のスペクトル分布を計算します。さらに周波数成分の分布から、逆数である波長スペクトルを計算することが出来ます。 光源のスペクトルの種類によって特徴的な干渉光が測定されることがわかります。一方、扱う波形はあらゆる成分を含んだ状態なので、強い信号と微小な信号がある時に、微弱な信号も検出できるよう計測条件を最適な状態に調整するのが難しい、という欠点があります。

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