クライオスタットとFT-IRの原理について

質問

クライオスタットで半導体素子の冷却を行い、FT-IRで分光し、ボロメータでディテクトしている実験装置があります。

ボロメータはセンサの温度変化から抵抗率の変化を測定して光の検出を行なっていると認識していますが、IF-IRとクライオスタットの基礎的な原理が理解できておりません。

クライオスタットは、大きな圧縮機が付属しているタイプです。
液体ヘリウムを利用して、エアコンと同じくポンプで圧縮して再度液体ヘリウムにし、冷却を行なっている…との認識なのですが、かなり不安があります。

また、FT-IRですが、回折格子を使ったり、可動式ミラーで共振長を求める手法だったりとあったと思うのですが、こちらもあいまいな知識です。

かなり適当な知識しかなく、また間違っているところもあると思います。
お分かりになる方、色々と指摘していただけると嬉しいです。

回答No.1

rnakamra · ベストアンサー

クライオスタット：
簡単に言えば、液体ヘリウムを減圧することで沸点を下げ気化熱で温度を下げることで常圧での液体ヘリウム温度以下の温度に冷却する装置です。
3Heを使うほうがより温度を下げることができるのですが、3Heは4Heと比べるとはるかに希少であるため無駄遣いできません。そこで回収して液化して再利用します。

FT-IR：
可動ミラーを使うタイプでは、まず最初に白色光源(赤外領域の連続分布を持つ光源)から出た光をビームスプリッタで二方向に分けます。
一方の光は固定鏡で反射しもう一方の光は可動鏡で反射して、戻ってきた光を干渉させます。
この干渉光の強度を二つの光路の光路差の関数としてみて(これをインターフェログラムと呼ぶ)これをフーリエ変換すると、波長の逆数に対する強度の関数が得られます。
白色光で分光測定が可能な方法であり、単色光を取り出して用いる分光法に比べ計算が必要ですが非常に高速で高い精度の測定が可能です。

お礼

rnakamraさん、とても早い回答有難う御座います。
自分の知識と大きく変わらないようで安心しました。ありがとうございます。