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La espectroscopia de Fourier está fundamentada en la capacidad de obtener datos
del espectro de una fuente (con o sin muestra) a partir de la información que se
obtiene de un interferograma de Michelson.
El análisis de Fourier de un interferograma da el espectro de la fuente que lo
originó. El espectro es la transformada Fourier del interferograma.
Si se coloca una muestra a la salida del interferómetro, el interferograma
disminuye en intensidad a las longitudes de onda que absorbe la muestra el interferograma contiene el espectro de la fuente menos el espectro de la muestra.
El cociente entre el espectrograma con la muestra y el espectrograma obtenido sin
la muestra es el espectro de transmisión de la muestra.
El método experimental para la obtención del interferograma requiere
de un interferómetro de Michelson con uno de sus espejos móviles.
☆
☆
☆
☆
Espejo
móvil
2
00( ) 1 cos(2 )
2
EI f
Iluminando con luz monocromática
2
0 2( ) 1 cos( )
2
EI
2 C m CONDICION PARA UN
MAXIMO
2 ( 1/ 2)C m CONDICION PARA UN
MINIMO
Iluminando con luz Láser
Iluminando con una fuente que contiene 2 frecuencias
Interferograma Espectrograma
Variación en Z ( mh )
Intensidad
64
128
192
256
0
0 855 1711 2566 3422 4276
Iluminando con luz Blanca
f1 f0 f2 f
2( )B f
B0
Interferograma
Espejo
móvil
Interferograma del Fondo
Transformada de la Muestra
Interferograma de la Muestra
Transformada o
Espectrograma del Fondo
÷ X100 =
Espectro de Transmisión de la muestra
Espectrograma del fondo Espectrograma del fondo y la muestra
- Permite medir la longitud de onda de forma absoluta sin necesidad de hacer medidas de
referencia o calibrados en λ como ocurre con otras técnicas (monocromador, interferómetro
Fabry-Perot, etc...). En esta propiedad reside el éxito de la técnica no como espectrómetro, sino
como medidor de longitudes de onda.
- Comparado con los instrumentos dispersivos, un espectrómetro con transformada de Fourier
ofrece una mejor relación señal/ruido para una resolución dada, mucha mayor exactitud de
frecuencia.
La razón de la mejora de la relación señal/ruido se debe principalmente a que el espectrómetro
con transformada de Fourier usa la energía de todo el espectro, en lugar de analizar
sucesivamente pequeñas bandas de onda procedentes del monocromador.
- La reproducción precisa de la posición del número de ondas de un espectro al siguiente, propia
de los espectrómetros con transformada de Fourier, permite promediar las señales de múltiples
barridos, para mejorar aún más la relación señal/ruido. La precisión del número de ondas y los
bajos niveles de ruido permite restar espectros poco diferentes, y utilizar estas pequeñas
diferencias.
- Cualquier causa en el proceso de medida que impida conocer el interferograma
completo modificará el perfil reconstruido limitando, por tanto, la resolución y el
intervalo espectral libre del resultado.
-La medida siempre se verá afectada por cualquier variación temporal de la intensidad de
la fuente de luz o en la detección, ya sea por vibraciones mecánicas, por el proceso
electrónico de filtrado de la señal, etc. Esto repercutirá directamente en el interferograma
y, por tanto, en el correspondiente perfil reconstruido.
- Como se ha visto, con este técnica espectroscópica se podría reconstruir el perfil
espectral a partir de la medida de la intensidad en función del tiempo (o del
desfasaje (en cm) ), de un interferograma de Michelson.
- Si se coloca una muestra, a la cual se desea estudiar su espectro de absorción,
en el camino óptico posterior al interferómetro y antes del detector, es posible
obtener su espectro por transformada de Fourier inversa del interferograma medido
experimentalmente.
