傅立葉變換光譜學

傅立葉變換光譜法是採集基於電磁輻射源或其他種類的放射源的干涉效應而測得的光譜的一種測量技術。其測量是在時域或者空間域展開的。它能運用於各類譜學，包括可見光光譜學、紅外譜學（FTIR）、核磁共振以及核磁共振譜學成像、質譜學和電子自旋譜學。有幾種測量光的時間相干性的方法（參見光場自相關詞條），包括連續波麥可孫或者傅立葉變換光譜儀以及脈衝式傅立葉變換光譜攝像法（一種比傳統光譜學技術更靈敏並且採樣時間更短的測量技術，但只適用於實驗室環境）。

概念性的介紹

測量發射光譜

光譜學中一個最基本的任務是去描繪光源的光譜：每個波長上有多少發射光。最直接的測量光譜的辦法就是使光線經過一個單色儀，一種阻礙除開某一特定波長的其他全部光的儀器。（通過調節單色儀的旋鈕決定哪個波長的光不被阻礙）那麼這個剩下的光的強度就被測出來了。被測的強度直接表徵該波長上有多少發射光。變換單色儀的通過波長，整個譜就能夠測出來。這一簡單的設計事實上能夠描述一些光譜儀的工作方式。

傅立葉變換光譜法是一種得到相同資訊的不那麼直觀的方法。該方法不是在一個時間只允許一種波長的光通過來探測，而是讓包含了許多不同波長的光束光一次通過，然後測量整個光束的強度。接著，調整光束為包含波長的不同組合，給出又一次的數據點。該過程重複多次。之後，電腦記下所有數據並將其還原成能夠表示每個波長上有多少光的資訊。

說的更具體一些，在光源和探測器之間，有一種鏡面的布置方式，允許一些波長的光通過，阻礙別的波長的光（因為波的干涉）。通過移動鏡子來調整光束去測量每個不同的數據點，這改變了允許通過的波長的集合。

如上所述，計算機處理是用來將原始數據（每個鏡子位置對應的光強）轉換為期望的結果（每一波長的光強）。所需的這一過程其實就是叫傅立葉變換的常見的代數方法。（正是為什麼這被稱為「傅立葉變換光譜學」的緣故）。原始數據有時候也叫干涉圖樣。因為目前的計算機設備成為必備條件，並且具有分析極少量樣品的光的能力，這一技術經常利於樣品製備的不同方面的自動化。樣品得以更好的保存並且結果也更容易去復刻。這兩個優點都是很重要的，比如未來有可能會捲入法律訴訟的測試情形，像那些牽涉藥品試樣的情況。

連續波邁克生或傅立葉變換光譜攝像

麥可孫光譜攝像與用於邁克生莫雷實驗的裝置類似。來自光源的光被一個半鍍銀的鏡子分為兩束，一個被反射到固定平面鏡，兩一個則被折射到可動平面鏡上，這就引入了時間延遲——傅立葉變換光譜儀也就是一個帶有可動平面鏡的麥可孫干涉儀。兩光束相互干涉，就產生了光的時域相干，在不同的時間延遲設置下測量光的時域相干，就可以有效地將時域變換到空間坐標上。對足夠多的動鏡離散的位置上的信號做測量，光譜就可以通過對光的時間相干的傅立葉變換來重建起來。麥可孫光譜攝像可以對明亮的光源給出極高的光譜解析度的觀測結果。麥可孫或者傅立葉光譜攝像在紅外天文觀測只有單像素探測器的年代在紅外波段的應用很廣泛。成像式的麥可孫光譜儀是一種可能性，但普遍被成像式法布立波羅干涉儀取代，這種干涉儀更容易實現。

光譜的讀出

另見

• 傅立葉變換