DE1547218A1 - Arrangement for computing the Fourier transform of a function - Google Patents

Arrangement for computing the Fourier transform of a function

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DE1547218A1
DE1547218A1 DE19661547218 DE1547218A DE1547218A1 DE 1547218 A1 DE1547218 A1 DE 1547218A1 DE 19661547218 DE19661547218 DE 19661547218 DE 1547218 A DE1547218 A DE 1547218A DE 1547218 A1 DE1547218 A1 DE 1547218A1
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interferometer
receiver
interferogram
cos
function
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Chabbal Robert Emile
Pierre Jacquinot
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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Description

Anordnung zum Berechnen der Fourier-Iransformierten einer FunktionArrangement for computing the Fourier transform of a function

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Berechnen, der Fourier-Iransformierten irgendeiner Funktion und - da diese Anwendung am wichtigsten sein dürfte - insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zum Berechnen der lOurier-Transformierten eines mittels eines Zwei-Strahlen-Interferometers gewonnenen Interferogramms eines von einer zu untersuchenden Quelle ausgesagten Spektrums. Diese Untersuchung für das Spektrum einer strahlenden Quelle wird gewöhnlich als "Fourier-Spektroskopie" bezeichnet.The invention relates to an arrangement for calculating the Fourier transform of any function and - there this application is likely to be the most important - in particular, but not exclusively for computing the lOurier transform of an interferogram obtained by means of a two-beam interferometer one of one to be examined Source of the stated spectrum. This investigation for that Spectrum of a radiating source is usually called "Fourier Spectroscopy" designated.

Gegenüber dem Bekannten zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung allgemein dadurch aus, daß sie den verschiedenen Anforderungen der Praxis besser entspricht und insbesondere die Ergebnisse mit größerer Geschwindigkeit liefert. Sie besteht prinzipiell aus einem zweistrahligen Interferometer, bei dem der Wegunterschied «wischen den beiden Strahlengängen im folgenden mit u bezeichnet wird und »wischen zwei Grenzwerten 0 und u^ veränderbar ist, wobei das Interferometer von einer weißen Lichtquelle beleuchtet wird, deren Strahlung unterschiedliche» allgemein mit ά^ bezeichnete Wellenlängen enthält$ ferner aus einem Spektrograf, der den durch Compared to the known, the arrangement according to the invention is generally characterized in that it corresponds better to the various requirements of practice and, in particular, delivers the results at greater speed. It basically consists of a two-beam interferometer, in which the path difference "between the two beam paths is denoted by u in the following and" between two limit values 0 and u ^ can be changed, the interferometer being illuminated by a white light source whose radiation differs "in general The wavelengths marked with ά ^ also contain $ from a spectrograph that shows the through

909945/0526909945/0526

SADSAD

das Interferometer hindurchgegangenen Lichtstrom empfängt und in der Brennebene seines AusgangsObjektivs einen vielzelligen Empfänger aufweist, der gleichzeitig und in einzelnen Signalen die verschiedenen Punktionen cos (2/s n, u) liefert, wenn die Wegdifferenz u des Interferometers von 0 nach Uj4 geht; ferner aus einem Multiplikator, der aus den Funktionen cos (2ji n^ u) und derjenigen Punktion P (x), von der die Fourier-Transformierte gesucht wird und wobei der Wert χ der Wegdifferenz u des Interferometers über eine lineare Beziehung beispielsweise der Form χ = Ku zugeordnet ist, das Produkt F (Ku) . cos (2ΐη. u) bildet? und schließlich aus einem Integrator, der aus dem Produkt eine Punktionthe interferometer receives the light flux that has passed through it and has a multi-cell receiver in the focal plane of its output lens, which simultaneously and in individual signals delivers the various punctures cos (2 / sn, u) when the path difference u of the interferometer goes from 0 to Uj 4; furthermore from a multiplier, which consists of the functions cos (2ji n ^ u) and that point P (x) from which the Fourier transform is sought and where the value χ is the path difference u of the interferometer via a linear relationship, for example of the form χ = Ku is assigned to the product F (Ku). cos (2ΐη. u) forms? and finally an integrator who punctures the product

β (y) * J qM P (Ku) · cos (2jz n^ u) . du für die Werteβ (y) * J q M P (Ku) · cos (2jz n ^ u). you for the values

^u n±
y = £=— bzw. y ψ j~ bildet, wobei die Punktion G (y) die Pourier-Transformierte der Punktion P (x) im Intervall von x = 0 bis χ.β KUji darstellt und wobei die Punktion P (x) außerhalb dieses Intervalls als 0 betrachtet wird.
^ u n ±
y = £ = - or y ψ j ~, where the puncture G (y) represents the Pourier transform of the puncture P (x) in the interval from x = 0 to χ.β KUji and where the puncture P (x) is considered to be 0 outside of this interval.

Außer dieser generellen Anordnung sieht die Erfindung bestimmte weitere Anordnungen vor, die vorzugsweise in Verbindung mit ihr verwendbar sind und die ebenso wie weite re Einzelheiten der Erfindung aus den im folgenden beschrie benen Auefünrungebeispielen an Hand der Zeichnungen hervorgehen, in denenIn addition to this general arrangement, the invention provides certain further arrangements, which are preferably shown in FIG Connection with her can be used and the details of the invention as well as further details of the described below the above-mentioned examples can be found on the basis of the drawings, in which

Pig. 1 daa grundsätzliche Schema für eine erfindungegemäße Anordnung zur Berechnung der Pourier-Traneformierten darstellt!Pig. 1 daa basic scheme for an according to the invention Arrangement for calculating the Pourier Traneformed represents!

BAD ORiGiNAt 909845/0S2S BAD ORiGiNAt 909845 / 0S2S

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung schematisch wiedergibt; undFig. 2 shows schematically a first embodiment of the invention; and

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung ebenfalls schematisch darstellt.3 shows another embodiment of the invention also shows schematically.

Erfindungsgemäß/insbesondere hinsichtlich der Anwendungsarten und hinsichtlich derjenigen Ausführungsform der einzelnen Teile, denen beispielsweise zur Durchführung der oben erwähnten "Fourier-Elektroskopie" der Vorzug zu geben sein dürfte, geht man unter Zugrundelegung der nachstehenden Betrachtungen auf folgende oder ähnliche Weise vor.According to the invention / in particular with regard to the types of application and with regard to that embodiment of the individual parts, which for example to carry out the above-mentioned "Fourier electroscopy" should be given preference, one proceeds on the basis of the following Considerations in the following or similar ways.

Die Fourier-Spektroskopie zur Gewinnung des Spektrums einer zu untersuchenden Quelle A besteht aus zwei Schritten. Zunächst wird das Interferogramm dieses Spektrums ermittelt, indem man bei einem zweistrahligen Interferometer 1a die Wegdifferenz ν verändert, die das von der zu untersuchenden Quelle A ausgehende Strahlenbündel durchläuft. Aus dem so gewonnenen Interferogramm berechnet man sodann die Fourier-Transformierte, die das Spektrum der zu untersuchenden Quelle A liefert. Gewöhnlich werden diese beiden Schritte getrennt durchgeführt, und aus dem einmal gewonnenen Interferogramm wird das Spektrum einfach beispielsweise mittels eines Digitalrechners oder auch eines Analogverfahrens ermittelt. -Fourier spectroscopy for obtaining the spectrum of a source A to be examined consists of two Steps. First, the interferogram of this spectrum is determined by looking at a two-beam interferometer 1a changes the path difference ν that differs from that to be examined Source A outgoing beam passes through. The interferogram obtained in this way is then used to calculate the Fourier transform representing the spectrum of the study Source A supplies. Usually these two steps are performed separately, and from the interferogram once obtained the spectrum is determined simply by means of a digital computer or an analog method, for example. -

Gemäß den In fig. 1 gezeigten Prinzip besteht demnach die erfindungBgemäße Anordnung zum Berechnen der iourier-Transformierten des Interferogramms H (v) der zu untersuchenden Quelle A aus einem Interferometer 1b für zwei Strahlen, deren Wegunterschied u zwischen 0 und u« veränderbar ist, wobei das Interferometer 1b von einer Quelle B weißen Lichtes mit den unterschiedlichen allgteein mit n. beseiehneten WeI-According to the In fig. Principle shown 1 is accordingly the erfindungBgemäße arrangement for calculating the iourier transform of the interferogram H (v) to be examined source A from a interferometer 1b for two rays whose path difference u between 0 and u «changeable, wherein the interferometer 1b of a Source B of white light with the different general

lenlängen beleuchtet wird? ferner aus einem Spektrograf 2, der den durch das Interferometer Tb hindurchgegangenen Lichtstrom empfängt und in der Brennebene 3 seines Ausgangsobjektivs einen vielzelligen Empfänger 4 aufweist, der gleichzeitig und in einzelnen getrennten Signalen die verschiedenen Funktionen cos (2/Tn1 u) liefert, wenn die Wegdifferenz u des Interferometers 1b von 0 nach u„ geht; ferner durch einen Multiplikator 51 der die genannten Punktionen cos (2/Tn1 u) und das Interferogramm H (v) des Interferometers 1a aus der zu untersuchenden Quelle A empfängt und die Funktionen H (Ku) . cos (2JZn1 u) liefert, wobei die Wegdifferenz ν des Interferometers 1a,das von dem von der zu untersuchenden Quelle a ausgehenden Strahlenbündel durchsetzt wird, dem Wegunterschied u des Interferometers 1b, das von dem von der weißen Xichtquelle B ausgehenden Strahlenbündel durchsetzt wird, über eine lineare Beziehung der Form ν = Ku zugeordnet ist; und schließlich aus einem Integrator 6, der die genannten Funktionen H (Ku) . cos (2/In1 u) empfängt und eine Funktionlength is illuminated? also from a spectrograph 2, which receives the luminous flux passed through the interferometer Tb and has a multi-cell receiver 4 in the focal plane 3 of its output lens, which delivers the various functions cos (2 / Tn 1 u) simultaneously and in individual separate signals when the Path difference u of interferometer 1b goes from 0 to u "; furthermore by a multiplier 51 which receives said punctures cos (2 / Tn 1 u) and the interferogram H (v) of the interferometer 1a from the source A to be examined and the functions H (Ku). cos (2JZn 1 u), where the path difference ν of the interferometer 1a, which is penetrated by the beam emanating from the source a to be examined, is the path difference u of the interferometer 1b, which is penetrated by the beam emanating from the white light source B, is assigned the form ν = Ku via a linear relationship; and finally from an integrator 6, the said functions H (Ku). cos (2 / In 1 u) receives and a function

ruM
j (p) = ^0-H (Ku) . cos (2/T H1 u) . du für die Werte
ru M
j (p) = ^ 0 -H (Ku). cos (2 / T H 1 u). you for the values

n.u n.
ρ = -i-bzw. ρ = »=· liefert, welche die Fourier-Transformierte des Interferogramms H (v) im Intervall von ν = 0 bis ν - Ku-, darstellt, wobei das Interferogramm H (v) des Spektrums der zu untersuchenden Quelle A außerhalb dieses Intervalls als 0 betrachtet wird.
well.
ρ = -i- or. ρ = »= · delivers, which represents the Fourier transform of the interferogram H (v) in the interval from ν = 0 to ν - Ku-, where the interferogram H (v) of the spectrum of the source to be examined A outside this interval as 0 is considered.

Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere in dem Fall, daß das Spektrum der zu untersuchenden Quelle A imUnder certain conditions, especially in the event that the spectrum of the source to be investigated A im

BAD ORIGINAL 90984 5/0526.. BAD ORIGINAL 90984 5/0526 ..

sichtbaren Bereich; liegt oder auch in dem Pail, daß das Interferogramm H.(v) dieses Spektrums durch diskontinuierliche Verschiebung des bewegbaren Spiegels des betrachteten Interferometers gewonnen wird, erscheint die Ausführungsform nach Pig. 2 besonders vorteilhaft, bei der ein Zwei-Strahlen-Interferometer 1 vorgesehen ist, dessen einer Teil von der zu untersuchenden Quelle A und dessen anderer feil von der weißen Lichtquelle B beleuchtet wird· Der von der zu untersuchenden Quelle A beleuchtete !Teil arbeitet dabei mit einem optischen Empfänger 7 zusammen, der das Interferogramm H (u) ermittelt, wobei ν (die Wegdifferenz des Interferometers ,das von dem von der Quelle A ausgesandten Strahlenbündel durchsetzt wird) gleich u ist (dem Weguntersohied des Interferometers,das von dem von der Quelle B. ausgesandten Strahlenbündel durchsetzt wird), während der von der weißen lichtquelle B beleuchtete Teil mit dem Impfangervisible area; lies or in the pail that the Interferogram H. (v) of this spectrum by discontinuous displacement of the movable mirror of the observed Interferometer is obtained, the embodiment according to Pig appears. 2 particularly advantageous when using a two-beam interferometer 1 is provided, one part of which is for sale by the source A to be investigated and the other part is illuminated by the white light source B · The by the Illuminated source A to be examined! Part is working with an optical receiver 7, which determines the interferogram H (u), where ν (the path difference of the interferometer from the beam emitted by source A. is traversed) is equal to u (the path undershoot of the interferometer, which is traversed by the beam emitted by the source B.), during that of the white light source B illuminated part with the vaccinator

4 des Spektrografen 2 zusammenarbeitet und die verschiedenen Punktionen cos (2jin. u) liefert, wenn die Wegdifferena u des Interferometers 1 von 0 nach uM geht. Der Multiplikator4 of the spectrograph 2 cooperates and supplies the various punctures cos (2jin. U) when the path difference u of the interferometer 1 goes from 0 to u M. The multiplier

5 empfängt dann die Punktionen cos (2/Ln1 u) und das Interferogramm H (u) und liefert die Punktionen H (u) · cos5 then receives the punctures cos (2 / Ln 1 u) and the interferogram H (u) and delivers the punctures H (u) · cos

(2/T n. u). Der Integrator 6 bildet aus diesen Punktionen(2 / T n. U). The integrator 6 forms these punctures

ru« H (u) . cos (2/Tn1 u) die Punktion J (p) * JQ H (u) . cosru «H (u). cos (2 / Tn 1 u) the puncture J (p) * J Q H (u). cos

n± u
(2/Γη. u).du für die Werte ρ = —— , d.h. ρ « n^, da u =» ν
n ± u
(2 / Γη. U) .du for the values ρ = ——, ie ρ «n ^, since u =» ν

ist, wobei die Punktion J (n±) die gesuchte Pourier-TranB-formierte ist, die unter den im vorstehenden im einzelnen angegebenen Bedingungen das Spektrum der zu untersuchenden Quelle A liefert.where the puncture J (n ± ) is the Pourier-TranB-formed which, under the conditions specified in detail above, delivers the spectrum of the source A to be examined.

Das Interferometer 1 kann dabei vorteilhafterweiee aus einem Michelson-Interferometer bestehen, das, wie inThe interferometer 1 can advantageously consist of a Michelson interferometer which, as in

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Pig. 2 gezeigt, mit einem Strahlenteiler 8, einem festen Spiegel 9 und einem bewegbaren Spiegel 10 versehen ist, dessen Stellung beispielsweise durch eine Schrittschalt-Anordnung 11 derart gesteuert wird, daß der Wegunterschied u des Michelson-Interferometers zwischen 0 und Uj, rariiert wird. Sin Teil der Oberfläche des Strahlenteilers 8 dieses Michelson-Interferometers wird τοη der zu untersuchenden Quelle A mit dem unbekannten Spektrum J (η*) beleuchtet, wobei n. der frequenz der von der genannten Quelle A ausge-Pig. 2, with a beam splitter 8, a fixed one Mirror 9 and a movable mirror 10 is provided, the position of which is controlled, for example, by a stepping arrangement 11 in such a way that the path difference u of the Michelson interferometer between 0 and Uj, rarified will. Sin part of the surface of the beam splitter 8 of this Michelson interferometer is τοη to be examined Source A illuminated with the unknown spectrum J (η *), where n. Is the frequency of the

sandten Strahlungen entspricht,während der Best der Oberfläche des genannten Strahlungsteil/ers von einer weißen Lichtquelle B-beleuchtet wird, dessen Spektrum annähernd konstant ist.emitted radiations, while the best of the surface of the said radiation divider corresponds to a white one Light source B-illuminated, its spectrum approximates is constant.

Der in der Brennebene 3 des Ausgangsobjektivs des Spektrografen 2 angeordnete vielzellige Smpfänger 4 kann auf verschiedene Arten ausgebildet sein, unter denen beispielsweise die drei folgenden genannt werden sollen.The multicellular receiver 4 arranged in the focal plane 3 of the output objective of the spectrograph 2 can be designed in various ways, among which, for example, the following three should be mentioned.

Gemäß der ersten dieser Ausführungsarten ist in dem τοη der weißen Lichtquelle B ausgehenden Strahl vor de» zerstreuenden Teil des Spektrografen 2 beispielsweise in Höhe τοη dessen Singangsblende ein optisches Filter angeordnet· Dieses Filter ist so ausgebildet, daß sein Trans-According to the first of these embodiments, the ray emanating from the white light source B is present in the τοη de »dispersing part of the spectrograph 2, for example, at the level of τοη whose singing aperture an optical filter is arranged · This filter is designed so that its trans- aissionsTermögen als funktion der Zeit proportional zu derMission potential as a function of time proportional to the

1 r —ι1 r -ι

funktion H (u) s ? ι J (n^) +H (u) I variiert werden kann,function H (u) s? ι J (n ^) + H (u) I can be varied, wobei J (n^)» wie vorher erwähnt, das Spektrum und H (u) das Interferogramm der zu untersuchenden Quelle A ist.where J (n ^) »as mentioned before, the spectrum and H (u) is the interferogram of the source A to be examined.

Unter diesen Umständen ist verständlich, daß der an •inem Punkt X1 der Brennebene 3 des Ausgangsobjektivs desUnder these circumstances it is understandable that the at a point X 1 of the focal plane 3 of the output lens of the

909845/05261 BAD909845/05261 BAD

Spektografen 2 ankommende Idchtfluß bis auf eine additive Konstante der Iftuiktion cos (2^n1 u) proportional ist. In der Brennebene5 wird dabei eine integrierende Platte angeordnet, die auf einer fotografischen Platte, aus der empfindlichen Schicht einer elektronischen Kamera oder auch aus dem Mosaik eines integrierenden elektronischen Empfängers bestehen kann»Spectographers 2 incoming power flow is proportional to an additive constant of the iftuction cos (2 ^ n 1 u). An integrating plate is arranged in the focal plane5, which can consist of a photographic plate, the sensitive layer of an electronic camera or the mosaic of an integrating electronic receiver »

Gemäß der zweiten Ausbildungsform für den vielzelligen Empfänger wird in der Brennebene 3 des Ausgangsobjektivs des Spektografen 2 eine elektronische Kamera angeordnet, wobei das Signale H (u) = ^ J (^) + H (u)j dieser Kamera direkt zugeführt wird, und zwar beispielsweise einer Wehnelt-Blende (einer elektronischen Blende, deren Transparenz-'Ko-: effizient zwischen 0 und 1 liegt), die in einem Teil des elektronischen Strahlenganges der Kamera liegt, den alle von sämtlichen Punkten der fotoelektrischen Schicht der betrachteten Kamera ausgehenden Elektronen durchlaufen.According to the second embodiment for the multi-cell receiver, there is a 3 of the output lens in the focal plane of the spectograph 2 arranged an electronic camera, wherein the signal H (u) = ^ J (^) + H (u) j of this camera directly is fed, for example a Wehnelt diaphragm (an electronic shutter whose transparency-'Ko-: efficiently between 0 and 1), which is in part of the electronic Beam path of the camera lies, all of all Points of the photoelectric layer of the considered Electrons going through the camera.

Gemäß der dritten im einzelnen in Fig. 3 gezeigten Ausführungsart ist schließlich in der Brennebene 3 des Ausgangsobjektivs des Spektrografen 2 ein elektronischer Empfänger des Typs "Orthikon" oder "Vidikon" vorgesehen sowie weitere Mittel, wie beispielsweise ein versenkbarer Spiegel 12, um auf den Spektrografen 2 entweder das vom Strahlenteiler 8 des Michelson-Interferometers 1 hindurchgelassene Strahlenbündel 13a (Spiegel 12 außerhalb des Strahlengangs) oder das vom Strahlenteiler 8 reflektierte Strahlenbündel 13b (Spiegel im Strahlengang) zu lenken.According to the third shown in detail in FIG Finally, the embodiment is in the focal plane 3 of the output lens of the spectrograph 2, an electronic receiver of the "Orthicon" or "Vidicon" type is provided, as well as others Means, such as a retractable mirror 12, in order to access the spectrograph 2 either that of the beam splitter 8 of the Michelson interferometer 1 transmitted beam 13a (mirror 12 outside the beam path) or the beam 13b reflected by the beam splitter 8 (mirror in the beam path).

' Unter diesen Umständen ist der von der weißen Lichtquelle B ausgehende, von einem Mosaikelement mit dem Index "i*· des Orthikon- bzw. Vidikon-Empfangers aufgenommene Licht-'Under these circumstances, that is from the white light source B outgoing light received by a mosaic element with the index "i * · of the orthicon or vidicon receiver

9098 4S/052$9098 4S / 052 $

2
" strom entweder dem cos (/~n^ u) proportional, wenn der
2
"current either proportional to cos (/ ~ n ^ u), if the

Spektrograf 2 das Strahlenbündel 13a empfängtfcder demSpectrograph 2 receives the bundle of rays 13a

sin (/[&! u), wenn der Spektrograf das Strahlenbündel 13bsin (/ [&! u) if the spectrograph captures the beam 13b empfängt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Lichtströmen ist dabei dem cos (2/1 η. u) proportional.receives. The difference between these two luminous fluxes is proportional to cos (2/1 η. U).

Das Verfahren läuft folgendermaßen ab. Für jede einem Wert von u entsprechende Stellung des beweglichen Spiegels 10 des Miohelson-Interferometers 1 wird zunächst daa Strahlenbündel 13a auf den Spektrografen 2 gelenkt. Dabei wird das Mosaik des Empfängers abgetastet und das von ihm erzeugte elektrische Signal dem Multiplikator 5 zugeführt in dem es mit H (u) multipliziert und an den Integrator 6 abgegeben wird. Sodann wird das Strahlenbündel 13b auf den Spektrografen 2 gelenkt, -dabei wiederum das Mosaik des Empfängers abgetastet und das dabei entstehenden elektrische Signal dem Multiplikator 5 zugeführt* Dort wird es mit -H (u) multipliziert und an den In-. tegrator 6 abgegeben. Der Vorgang wird für jeden Wert von u wiederholt. Der Integrator 6 besteht vorteilhafterweise aus einer Speicherröhre, die in jedem ihrer einzelnen Speieher eine Summe der Signale H (u) . cos (2/Ln1 u) bildet, wobei die Endsumme das gesuchte sieh Punkt für Punkt in den Speichern des Integrators 6 bildende Spektrum J (n^) darstellt.The procedure is as follows. For each position of the movable mirror 10 of the Miohelson interferometer 1 corresponding to a value of u, the beam 13a is first directed onto the spectrograph 2. The mosaic of the receiver is scanned and the electrical signal generated by it is fed to the multiplier 5 in which it is multiplied by H (u) and sent to the integrator 6. Then the bundle of rays 13b is directed onto the spectrograph 2, -this again the mosaic of the receiver is scanned and the resulting electrical signal is fed to the multiplier 5 * There it is multiplied by -H (u) and sent to the In-. tegrator 6 released. The process is repeated for each value of u. The integrator 6 advantageously consists of a storage tube which, in each of its individual storage devices, contains a sum of the signals H (u). cos (2 / Ln 1 u), the final sum representing the spectrum J (n ^) which is sought, point by point in the memories of the integrator 6.

Zu dieser Ausführungsform soll noch hervorgehoben werden, daß die von der zu untersuchenden Quelle A beleuchtete Partie des Michelson-Interferometers 1 vorteilhafterweise mit zwei primären optischen Empfängern 7a und 7b zusammenarbeiten kann, die einem Empfänger 7c zugeordnet sind. Der Empfänger 7c bildet aus der Differenz der beiden von den beiden genannten optischen Primärempfängern 7a und 7b aufgenommenen Signale das Interferogramm H (u).In relation to this embodiment it should be emphasized that the source A to be examined is illuminated Part of the Michelson interferometer 1 advantageously with two primary optical receivers 7a and 7b can work together, which are assigned to a receiver 7c. The recipient 7c forms the from the difference between the two signals recorded by the two aforementioned optical primary receivers 7a and 7b Interferogram H (u).

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Gemäß der Yorgesohlagenen Ausführungsform werden Mittel zum Berechnen der Pourier-Transformierten eines Interferogramms rorgesehen, die einerseits die Durchführung der Berechnung in kürzerer Zeit (das ist die Zeit un das Interferogramm zu gewinnen) gestatten und andererseits das zu untersuchende Spektrum nach der Herstellung des Interferogramms ohne die Hilfe eines Analog- oder Digitalreohners ermitteln.According to the Yorgesohlagenen embodiment Means for calculating the Pourier transform of an interferogram, on the one hand the implementation the calculation in less time (that's the time and the To gain interferogram) and on the other hand that Determine the spectrum to be examined after the production of the interferogram without the help of an analog or digital noise.

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Claims (1)

- ίο -- ίο - PatentansprücheClaims 1. Anordnung sub Berechnen der. fourier-fransforaierten G (7) einer funktion f (x), gekennseiohnet durch ein von einer weiflen Lichtquelle (S) alt den verschiedenen Wellenlängen n± beleuchtetes Interferoaeter (1») für aswei Strahlen, deren Wegunterschied u alt der Veränderlichen ζ über eine Beziehung der fora ζ * Iu verknüpft let und »wischen zwei Grenzwerten 0 und U|| veränderbar ist'f ferner durch einen Spektrograf (2), der den durch das Interferoaeter (1b) hindurchgegangenen Lichtstroa eapfangt und in der Brennebene (3) seines AusgangsobjektIts einen vielzelligen Sapfänger (4) aufweist, der gleichzeitig und in einseinen Signalen die Terschiedenen funktionen oos (2jln. u) liefert, wenn die Wegdifferens u des Interferone ters Ton O nach Uy gthtj ferner durch einen Multiplikator (5)» der aus den funktionen cos (2/Tn1 u) und f (z) ein Produkt f (Ku) · cos (2Jl Άλ u) bildetf und schließlich durch einen Integrator (6), der aus dea Produkt eine funktion1. arrangement sub compute the. Fourier-fringed G (7) of a function f (x), identified by an interferometer (1 ») illuminated by a white light source (S) with different wavelengths n ± for as two rays, whose path difference u alt the variable ζ via a relationship the fora ζ * Iu links let and »between two limit values 0 and U || Can also be changed by a spectrograph (2) which receives the light stream passed through the interferometer (1b) and has a multicellular receiver (4) in the focal plane (3) of its starting object, which simultaneously and in one of its signals has the different functions oos (2jln. U) yields, if the path difference u of the interferon ters Ton O according to Uy gthtj furthermore by a multiplier (5) »which results from the functions cos (2 / Tn 1 u) and f (z) a product f (Ku) · Cos (2Jl Άλ u) formsf and finally through an integrator (6), who turns the product into a function J0 I (Ku) · oos [2JlHj, u).du bildet, die die fourier-Trane-J 0 I (Ku) · oos [2JlHj, u) .du, which forms the Fourier Trane % u ni formierte Q (y) für die Werte y * bzw· y * y der funk% un i formed Q (y) for the values y * or y * y of the funk tioa f (z) la Intervall 0<K Kux darstellt, wobei f (z) aulsrhalb dieses Intervalle null sein soll.tioa f (z) la represents the interval 0 <K Ku x , where f (z) should be zero outside of this interval. . ■ 2» Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. ■ 2 »arrangement according to claim 1, characterized in that the . ία traasforaierende funktion aus einea Interferograaa H (v) be·. ία traasforaating function from an interferograaa H (v) be ~] stehtι das aus einer Quelle A alt zu unttrsuchendea Spektrua~] is available from a source A old to investigate the spectra / sitttle tinte D|it swei Strahlen arbeitenden Hilfs-Interfero-/ sitttle ink D | it has two beams working auxiliary interfero- 9 O 9 0 4 5 / O S 2 i BAD 9 O 9 0 4 5 / OS 2 i BAD meters (1a) gewonnen wird, deren Wegdifferenz ν mit dem Wegunterschied u des Interferometers (1b) durch eine Beziehung der Form τ.« Ku verknüpft ist) daß ferner der vielzellige Empfänger (4) die verschiedenen Funktionen cos (2/7 n, u) liefert; iafi ferner der multiplikator (5) das Produkt H (Ku) . eos (2/Iß. u) bildet und der Integrator (6) die Fourier-Irans-meters (1a) is obtained whose path difference ν with the path difference u of the interferometer (1b) by a relationship of the form τ. «Ku is linked) that furthermore the multicellular Receiver (4) supplies the various functions cos (2/7 n, u); iafi also the multiplier (5) the product H (Ku). eos (2 / Iß. u) and the integrator (6) forms the Fourier-Iranian formierte J (p) * j? H (Ku).cos (2/Tn1 u) · du für die Werteformed J (p) * j? H (Ku) .cos (2 / Tn 1 u) du for the values n± u ~ M1 ρ « bzw. p= jr- 4·β Interferogramms H (▼) im Intervalln ± u ~ M 1 ρ «or p = jr- 4 · β interferogram H (▼) in the interval Ο* τ* Ku» bildet, wobei Aas Interferogramm außerhalb dieses Intervalle null sein «oll·Ο * τ * Ku »forms, with Aas interferogram outside this Intervals be zero «oll · 3· Anordnung naoh Anspruch 2, bei der das Interferogramm H (τ) durch diskontinuierliche Tersohiebung des bewegbaren Spiegels eines Interferometers gewonnen wird, gekennzeichnet durch ein einziges mit iwei Strahlen mit dem Weguntersohied u arbeitendes Interferometer (1), dessen einer Teil von der zu untersuchenden Quelle (A) beleuchtet wird und mit einem das Interferogramm H (v) mit ν β u erzeugenden optischen Empfänger (7) zusammenarbeitet und dessen anderer feil von.der weißen Lichtquelle (B) beleuchtet wird und mit dem vielzelligen Empfanger (4) des Spektrografen (2) zusammenarbeitet, der die verschiedenen Funktionen cos (2^. n^ u) liefert, wenn der Weguntersohied u von 0 nach u» geht; und daß die funktionen cos (2/Tn^ u) im Multiplikator (5) mit E (v) = H (u) multipliziert werden und das Produkt im Integrator (6) xu der fourier-Iransformierten3 Arrangement according to Claim 2, in which the interferogram H (τ) by discontinuous displacement of the movable mirror an interferometer is obtained, characterized by a The only interferometer (1) working with two beams with the path undershoot u, one part of which is illuminated by the source to be examined (A) and with an optical receiver (7) which generates the interferogram H (v) with ν β u works together and the other one is illuminated by the white light source (B) and with the multicellular receiver (4) of the spectrograph (2) works together, which supplies the various functions cos (2 ^. N ^ u) when the path is too low u goes from 0 to u »; and that the functions cos (2 / Tn ^ u) im Multiplier (5) can be multiplied by E (v) = H (u) and the product in the integrator (6) xu of the Fourier transform J (p) ■'■ Jo ^ ^ · coe ^2A11I u^ du Λί* p = ni wird."/: J (p) ■ '■ Jo ^ ^ · coe ^ 2 A 11 I u ^ du Λί * p = n i will. "/ : 9G98A5/0S269G98A5 / 0S26 4· Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferometer (1) ein Micheleon-Interferometer ist.·4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the Interferometer (1) is a Micheleon interferometer. 5· Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vielzellige Empfänger (4-) durch eine fotografische Platte, die empfindliche Schicht einer elektrischen Kamera, das Mosaik eines elektronischen integrierenden Empfängers oder dergleiohen gebildet wird und das von der weißen Lichtquelle (B) ausgesandte Strahlenbündel vor dem Eintritt in den Spektrografen (2) auf einen optischen Filter trifft, dessen Transmiesionevermögen als Funktion der Zeit proportional einer Funktion H (u) β ^- J (n^) + H (u) veränderbar ist, wobei J (n^) die' Fourier-Transformierte des Interferogramms H (u), d. h. das Spektrum der zu untersuchenden Quelle (A) darstellt.5 · Arrangement according to claim 3, characterized in that the multicellular receiver (4-) through a photographic plate, the sensitive layer of an electric camera, the mosaic an electronic integrating receiver or the like is formed and the beam emitted by the white light source (B) before entering the spectrograph (2) encounters an optical filter whose transmission capacity as a function of time is proportional to a function H (u) β ^ - J (n ^) + H (u) is changeable, where J (n ^) is the ' Fourier transform of the interferogram H (u), d. H. the Represents the spectrum of the source to be investigated (A). 6· Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der vielzellige Empfänger (4) aus einer elektronischen Kamera mit einer elektronischen Blende besteht, deren Transparenzkoeffizient zwischen 0 und 1 liegt und die gemäß der. Funktion E (u) « £ J (n^) ■+ H (u) gesteuert wird, wobei J(Zi1) die Fourier-Transformierte des Interferogramms H (u), d. h. das Spektrum der zu untersuchenden Quelle (A) darstellt.6 · Arrangement according to claim 3 »characterized in that the multi-cell receiver (4) consists of an electronic camera with an electronic shutter, the transparency coefficient of which is between 0 and 1 and which is according to the. Function E (u) «£ J (n ^) ■ + H (u) is controlled, where J (Zi 1 ) represents the Fourier transform of the interferogram H (u), ie the spectrum of the source to be examined (A). 7· Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vitlselllge Empfänger (4) aus einem elektronischen Empfänger des Typt "Orthikon11 oder "Vidikon" besteht und eine optische7. Arrangement according to claim 3, characterized in that the full-length receiver (4) consists of an electronic receiver of the "orthicon 11 or" vidicon "type and an optical one 909846/012· „»«*««·909846/012 · "» «*« «· ■Vorrichtung.(12) vorgesehen ist, mittels derer der Spektrograf (2) bald das vom Strahlenteiler (8) des Interferometers (1) hihdurchgelassene Strahlenbündel (13a), bald das von ihm reflektierte Strahlenbündel (13b) empfängt.■ Device. (12) is provided, by means of which the spectrograph (2) soon that of the beam splitter (8) of the interferometer (1) beam of rays let through (13a), soon that of him receives reflected beams (13b). 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Vorrichtung aus einem in den Strahlengang einführbaren Spiegel (12) besteht.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the optical device consists of a mirror (12) which can be introduced into the beam path. 98 45/052$98 $ 45/052 L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0224196A1 (en) * 1985-11-28 1987-06-03 Erwin Kayser-Threde Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for reducing the stream of data in the Fourier spectroscopie

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