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Spettroscopia e trasformata di Fourier

All'uscita dell'interferometro può essere posto un fotorivelatore (un fotodiodo al silicio o, nel caso di luce molto debole, un fotomoltiplicatore) in un punto fissato della figura di interferenza.

Il segnale in corrente di un fotodiodo è proporzionale all'intensità della luce che lo colpisce (per un ampio intervallo di intensità) e quindi, in questo modo, è possibile misurare e registrare l'intensità della luce al variare della posizione dello specchio mobile.

Nel caso in cui la sorgente sia coerente, cioè un laser, l'intensità sul fotodiodo varia con legge sinusoidale al variare della posizione $x$ dello specchio. Eseguendo la trasformata di Fourier del segnale sinusoidale si ottiene, banalmente, una distribuzione in frequenza con un solo picco. Poiché vale il principio di sovrapposizione si ha che in generale:

il modulo quadro della funzione complessa ``trasformata di Fourier del segnale del fotodiodo'' dà la distribuzione spettrale della radiazione.

I passi della scansione devono essere tanto più piccoli quanto più è piccola la lunghezza d'onda della luce; l'ampiezza della scansione deve essere tanto più ampia quanto più fine deve essere la risoluzione della distribuzione spettrale.

Questa tecnica spettroscopica è ampiamente utilizzata nella regione infrarossa10ma può essere utilizzata anche nella regione della luce visibile. Lo spostamento dello specchio mobile può essere realizzato tramite un motore passo-passo controllato da computer (o tramite attuatori piezoelettrici o altri dispositivi a controllo elettronico) e il segnale del fotodiodo, opportunamente amplificato, viene campionato ad ogni passo dello spostamento dello specchio.

Lo spettro può, infine, essere ottenuto in tempi brevi utilizzando algoritmi veloci (eventualmente implementati sullo stesso hardware di acquisizione) per il calcolo della trasformata di Fourier discreta.



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andrea biancalana 2002-09-09