Numéro
J. Phys. Radium
Volume 19, Numéro 3, mars 1958
Page(s) 187 - 191
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:01958001903018700
J. Phys. Radium 19, 187-191 (1958)
DOI: 10.1051/jphysrad:01958001903018700

I. - les principes généraux des méthodes nouvelles en spectroscopie interférentielle - A propos de la théorie du spectromètre interférentiel multiplex

Peter Fellgett

The Observatories, University of Cambridge, Grande-Bretagne


Abstract
Instruments for spectral analysis may be separated into two classes, typified by the spectrograph and spectrometer, according to whether the elements of the spectrum are measured simultaneously or successively. In a spectrograph the whole spectrum is recorded simultaneously. In a spectrometer, the spectrum is measured by scanning the slit so that spectral elements are measured one at a time. If N spectral elements are resolved in a total observation time of T, then the exposure time for each element is T for a spectrograph, but only T/N for a spectrometer. This is equivalent to a factor of N1/2 in sensitivity in favour of the spectrograph. This difficulty can be overcome by multiplexing a single detector ; that is, by impressing mutually orthogonal modulation patterns on the spectral elements. This can be done by interference. The radiation to be analysed is divided into two beams which are then re-combined with path difference x so that they interfere. The intensity due to one spectral element then goes through one sinusoidal cycle for a change in x equal to the wavelength λ of the element, so that the total intensity produced by the interference contains sinusoidal components of différent frequency due to the différent spectral elements. The orthogonal properties of sine functions enable these components to be separated and thus the intensity distribution in the spectrum of the radiation can be measured.


Résumé
Les instruments pour l'analyse spectrale sont divisibles en deux classes dont les types sont le spectrographe et le spectromètre suivant que les éléments du spectre sont mesurés simultanément ou successivement. Dans un spectrographelle spectre entier est mesuré simultanément ; dans un spectromètre il est exploré par une fente, de sorte que les éléments spectraux sont mesurés un par un. Si N éléments spectraux sont résolus pendant une durée d'observation T, le temps d'exposition pour chaque élément est T pour le spectrographe et seulement T lN pour le spectromètre, ce qui équivaut à un gain de,sensibilité de √N en faveur du spectrographe. Cette infériorité peut être compensée en multiplexant un détecteur unique c'est-à-dire en appliquant aux éléments spectraux des modulations mutuellement orthogonales, ce qui peut être obtenu par un procédé interférentiel. Le rayonnement à analyser est divisé en deux faisceaux qui sont ensuite mélangés avec une différence de marche x pour les faire interférer. L'intensité provenant d'un élément spectral subit une modulation sinusoïdale dont la période correspond à une variation de x égale à λ, de sorte que le flux total transmis contient des composantes sinusoïdales de fréquences différentes dues aux différents éléments spectraux. Les propriétés orthogonales des fonctions sinusoïdales permettent de séparer ces composantes, et de mesurer la distribution d'intensité dans le spectre étudié.

PACS
0760 - Optical instruments and equipment.

Key words
spectra -- light interferometry -- radioastronomy -- spectroscopy