Optical Interferometry - Principles of the Fourier Transform Spectroscopy

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본문내용

Introduction)
실험 목적 : Michelson intergerometer를 이용한 진동수 변조의 원리를 이용하고 Fourier Transform(FT)를 통해 시간영역의 신호로부터 주파수 영역 스펙트럼을 구한다. 이를 이용하여 diode laser 파장을 구하고 가시광선 영역의 파장을 포함하고 있는 백색광 광원으로 interferogram을 측정하여 염료의 흡수 스펙트럼을 구한다.

Theory)
1. 시간영역 분광법과 주파수 영역 분광법
두 가지 분광법은 Fourier Transform에 의해 고유의 정보를 잃지 않고 서로의 영역으로 변환 가능하다. 따라서 다양한 주파수를 초함하는 광원을 이용하여 시간에 따라 나타나는 신호를 기록하고 이를 Fourier transform하여 분석하면, 데이터를 얻는 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, signal to noise ratio를 증가시키므로 다양한 주파수 영역에 걸친 분광학적 정보를 손쉽게 얻을 수 있다.
아래의 그림은 Fourier 변환에 의해서 시간 함수와 진동수 함수가 어떻게 다르게 나타나는지를 보여주고 있다.
(f)와 같이 여러 진동수를 가지는 신호를 한꺼번에 측정하여도 Fourier 변환으로 신호에 포함된 모든 진동수를 한 번의 Fourier 변환으로 구할 수 있다.
그림 (g)와 (h)와 같이 시간 영역 신호의 감쇄 시간은 주파수 영역에서는 선의 너비로 나타나게 된다. 따라서 He-Ne 레이저와 같은 단색광은 시간에 따라 interferogram이 감소하지 않고 백색광과 같은 너비를 가지는 빛은 시간 영역에서는 빠르게 감소하는 interfergram을 보이게 된다.

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참고 자료

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