Analizning optik usullari

Furye almashtirgichli spektrometr

Harakat qilish prinsipi nuqtai nazaridan modulyasion turdagi chastota analizatorlari o’ziga xos xususiyatlarga ega. Ular boshqa turdagi chastota analizatorlaridan farqli yorug’lik oqimini ajratishni amalga oshirmaydi. Bu yerda analizatorning optik qismi faqat nurlanishni o’zgartirish (almashtirish) uchun xizmat qiladi, monoxromatik tashkil etuvchilarga ajratish esa kompyuter yordamida raqamli usullar orqali amalga oshiriladi. Boshqacha qilib aytganda, nurlanishning o’zi emas balki uning matematik obrazi monoxromatik tashkil etuvchilarga ajratiladi.

Modulyasion turdagi chastota analizatorining asosiy optik qismi sifatida ko’pincha Maykelson interferometri ishlatiladi (1.4-rasm). Nurlanish oqimi kirish diafragmasi 1, kollimator obyektivi 2 orqali o’tib yarim shaffof ko’zguga tushadi. Ko’zguga tushgan nurlarning bir qismi undan o’tib harakatlanuvchi 5 ko’zguga, ikkinchi qismi esa 90 gradus burchak bilan qaytib qimirlamaydigan 4 qo’zguga tushadi. Beshinchi yassi ko’zgu oldinga va orqaga qarab harakat qiladi. Ikkala ko’zgudan qaytgan elektromagnit to’lqinlarning qo’shilishi natijasida interferensiya hodisasi bo’ladi. Kamera obyektivi 6 dan keyin hosil bo’ladigan interferension manzaraning ko’rinishi (tuzilishi) interferensiyalanuvchi nurlarning yo’llarini farqiga va nurlanishning to’lqin uzunligiga bog’liq bo’ladi.

Oldin, kirish diafragmasi chastotasi  va intensivligi I doimiy bo’lgan monoxromatik nurlar dastasi bilan yoritilgan holni qaraymiz. Beshinchi ko’zgu doimiy v tezlik bilan harakatlanayotgan bo’lsin. Bu holda ikkala ko’zgudan qaytgan nurlarning yo’llarini farqi  vaqt

bo’yicha quyidagicha o’zgaradi:   2vt . Bunga mos ravishda interferensiya manzarasi ya’ni, chiqayotgan nurlanish intensivligi I ham

vaqt bo’yicha o’zgaradi. Intensivlikning vaqt bo’yicha o’zgarishi I ¹ quyidagi ko’rinishga ega bo’lishini ko’rsatish mumkin.

I ¹ (t)  I cos(4vt)

30.4-rasm. Maykelson interferometri.

1–kirish diafragmasi, 2–kollimatorning obyektivi, 3–yarimshaffof ko’zgu, 4– qimirlamaydigan ko’zgu, 5–harakatlanuvchi ko’zgu, 6–chiqish obyektivi, 7– chiqish diafragmasi, L–harakatlanuvchi ko’zguning siljish masofasi,   2L  interferensiyalanuvchi nurlar yo’llarining farqi.

Agar asbobga kiruvchi nurlanish monoxromatik bo’lmasa, bu holda uning intensivligi I chastota  ning funksiyasi ko’rinishida bo’ladi. Bunga mos ravishda chiqayotgan nurlanish intensivligining vaqt bo’yicha o’zgarishi endi quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi.

I ¹ (t)  ^ I ( ) cos(4vt)d


o

Modulyasion tipdagi chastota analizatorlariga ega bo’lgan asboblar interferogramma deb ataluvchi chiqayotgan nurlanish intensivligini t vaqtga bog’liq ravishda qayd qiladi. Keyin esa matematik yo’l bilan I intensivlikni  chastotaga bog’liq ravishda o’zgartiradi ya’ni spektr ko’rinishiga keltiradi. Buning uchun ishlatilgan almashtirish usuliga Furye almashtirish deyiladi va shuning uchun, yuqorida bayon qilingan asboblarning turiga furye spektrometrlar deyiladi.

Demak, Furye-spektrofotometrlarda monoxromator o’rniga interferometrlar ishlatiladi.

Monoxromatorlarga ega bo’lgan ananaviy spektr asboblariga qaraganda furye-spektrometriya bir qancha ustunliklarga ega. Bularning eng asosiysi furye-spektrometrda butun spektr bir vaqtda qayd qilinadi (xuddi fotoplastinka kabi), shuning uchun, optik sistemaga ko’p miqdordagi nurlanish tushadi. Bunga mos ravishda asbobning yorug’lik kuchi, ajratib ko’rsatish qobiliyati va sezgirligi oshadi. Furye-

spektroskopiya ayniqsa, elektromagnit nurlanish spektrining infraqizil va radiospektroskopiya (YaMR spektroskopiya) kabi quyi chastotali sohalarida juda unumlidir.