フーリエ変換分光法

フーリエ変換分光法（Fourier Transform Spectroscopy, FTS）は、干渉計を用いて得られた干渉波形（インターフェログラム）をフーリエ変換することにより、スペクトル情報を取得する分光法です。

原理

従来の分光法では、プリズムや回折格子などを用いて光を波長ごとに分解し、それぞれの波長における光強度を測定していました。一方、フーリエ変換分光法では、干渉計と呼ばれる装置を用いて、光の干渉現象を利用します。干渉計に入射した光は、2つの光路に分割され、それぞれ異なる距離を進んだ後、再び合流します。このとき、2つの光路の距離差（光路差）に応じて干渉が起こり、光強度が変化します。この光路差を変化させながら測定された光強度の変化（インターフェログラム）をフーリエ変換することで、元の光に含まれる各波長の成分とその強度を算出することができます。

特徴

高感度： 一度に広範囲の波長を測定できるため、信号対雑音比（S/N比）が向上し、微弱な信号も検出できます。これは、フェルゲットの原理（Fellgett's advantage）として知られています。
高分解能： 光路差を大きくすることで、高い波長分解能を実現できます。
高精度： 波長基準としてレーザー光を用いることで、高い波長精度を実現できます。
短時間測定： 従来の分光法に比べて、短時間でスペクトルを取得できます。

応用分野

フーリエ変換分光法は、様々な分野で利用されています。

天文学： 星や惑星の大気成分の分析などに用いられています。
化学： 分子構造の解析や反応機構の解明などに用いられています。
材料科学： 材料の組成分析や物性評価などに用いられています。
医学： 呼気分析による疾患診断や、MRI（核磁気共鳴画像法）などにも応用されています。
環境科学： 大気汚染物質のモニタリングなどに用いられています。

関連技術

フーリエ変換分光法は、様々な関連技術と組み合わせて利用されています。

フーリエ変換赤外分光法（FT-IR）： 赤外光を用いたフーリエ変換分光法で、分子の振動スペクトルを測定し、分子構造を解析します。
フーリエ変換NMR（FT-NMR）： 核磁気共鳴現象を用いたフーリエ変換分光法で、分子の磁気的性質を測定し、分子構造を解析します。

その他の応用

電波天文学においては、電気信号をアナログ-デジタル変換器（A/Dコンバータ）でデジタル信号に変換し、コンピュータで処理することで、各周波数帯域における信号強度を数値化します。A/Dコンバータのサンプリング周波数が低い場合、ナイキスト周波数によって高周波信号の処理が困難になるという制約があります。

振動計測、電子常磁性共鳴（EPR）、ラマン分光、コンピュータ断層撮影（CT）など、電磁波や振動といった電気信号に変換可能な物理量であれば、幅広く応用できます。

測定器

FFTアナライザ
* スペクトラムアナライザ

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