*注意)この「べじぱみゅの学習メモ」のカテゴリー記事は、ワタクシ自身がこれまでに勉強したいろいろな項目について、テキストにあんまり書いてない内容などを勝手に妄想したメモです。
ワタクシ自身の備忘録のために書いており「初学者にわかりやすく説明する」というものではございません。
導入なしに唐突に話が始まり、おそらく意味不明な文章かもしれません。
しかし、せっかく考えたことなので、記事の内容がもし誰か1人でもお役に立てれば幸いです。

「インターフェログラム」の具体例!

具体例として、冒頭で述べた波長10umの単色光、およびその倍音である、波長5umの単色光を入射させた場合を考えます。


入射単色光

それぞれを、その光そのものの「ある位置における時間変化」および「ある時間における位置変化」として表示しました。表示はしてみましたが、これは計算上そうなるといっているだけで冒頭でも申し上げたとおり、こんなに高速で変化する電界を直接捕まえるのはムリです。


ではこの2つの単色光をFT-IR検出器に入れたときのインターフェログラムを書いてみましょう。


単色光インターフェログラム



一見すると直前に示した「ある時間における電界変化」と似ているのですが、意味が全然違います。

「ある時間における電界変化」における横軸は「光の電界を検出する位置」で、光が「実際に」10umごと、5umごとに強弱を繰り返していることを示しています。(重ねて申し上げますが、そのことを直接検出するのはムリです)

インターフェログラムの横軸は「可動ミラーの位置」です。光の電界が実際に存在/伝播している位置とは直接関係ありません。ミラーを原点からほんのちょっとずつ動かしていき、その都度光の「強度」を取得していきプロットしたもの、という意味です。

各点の縦軸は「強度」であり、ミラーがその位置にあるときの合成光強度を「十分に長い時間積算したもの」となります。0.33フェムト秒などというあり得ないスピードでデータを取る必要はなく、(測定の時間が許す限り)好きなだけ長く時間を取れます。よってこれは「実際に測定可能な量」となります。


単色光を入射させると、インターフェログラムも単純なコサイン(サイン)波形になります。インターフェログラムの「周期」(可動ミラーの位置をどれだけ動かすと強度が1周するか)を見ることで、もともとの入射光の波長(周波数)を判断することができます。可動鏡が原点からΔxだけズレると光路長の差はその2倍ズレるので、横軸をΔxとしてプロットするとインターフェログラムの「周期」はもとの「波長」の半分となります。


さて、この時点ではフーリエ変換があんまり登場していませんが、次回ラストでちゃんと活躍します!


はっぴぃ理系らいふ、いぇい
ヽ(・ε・)人(・ε・)ノ キミモナカマニナロウゼ
   

【文責 べじぱみゅ】