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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 312 毫秒
1.
紫外真空紫外傅里叶变换光谱仪   总被引:4,自引:2,他引:2  
研制了新型的由分束耦合器、“猫眼”后向反射光学系统、稳频激光辅助采样系统和光电探测器等组成的紫外真空紫外傅里叶变换光谱仪 ,光谱测量范围为 170nm~ 6 0 0nm ,30 0nm处分辨率高于 1.5× 10 5。光谱仪结构紧凑 ,可精确探测紫外真空紫外波段物质的发射及吸收光谱 ,尤其适合与同步辐射源对接完成相关的光谱分析。  相似文献   

2.
提出了一种新型的基于可编程MEMS(micro-electro-mechanical systems)微镜的微型傅里叶变换红外光谱仪。该光谱仪采用可编程MEMS微镜和倾斜反射镜替代了传统傅里叶变换光谱仪的动镜系统。理论分析了该光谱仪的工作原理,并进行了计算机仿真,验证了该方法的可行性。结果表明,该光谱系统能够准确地还原光谱信息,其光谱分辨率在近红外区域小于5 nm,波长准确性约1 nm,系统理论上的信号采集周期约50 ms。适合于利用阿达玛变换提高信噪比,可应用于微量物质检测。  相似文献   

3.
We present a miniaturized Fourier transform spectrometer (FTS) based on optical microelectromechanical system technology. The FTS is a Michelson interferometer with one scanning mirror. A new type of electrostatic comb drive actuator moves the mirror. We have measured a nonlinearity of the driving system of +/-0.5 mum for a displacement of 38.5 mum . A method is presented to correct the spectrum to get rid of the nonlinearity. The driving reproducibility is +/-25 nm. The measured resolution of the spectrometer after the phase correction is 6 nm at a wavelength of 633 nm.  相似文献   

4.
为了提高激光中心波长检测的精确度,提出了基于正交干涉原理的静态干涉系统,由两个相互垂直的棱镜组成产生二维平面上的光程差分布,以面阵CCD取代线阵CCD,对平面上的正交干涉条纹数据进行采集.在计算分析莫尔干涉仪的光程差分布的基础上,计算干涉图像中干涉条纹的拼接及傅氏变换等,最终得到光谱分辨率.由MATLAB仿真软件分析结果可知,静态莫尔干涉系统可以产生的光程差最大为234μm,比等尺寸的傅里叶干涉体高约一个数量级.实验标定用的光谱仪选用LAB SPAKR 750A型光谱仪,针对中心波长为635 nm的半导体激光器进行测量,结果显示中心波长位置基本一致,但在中心波长附近的光谱细节上莫尔干涉优于传统干涉具.  相似文献   

5.
分析了谱线漂移在地面辐射定标、星上辐射定标和在轨对地观测等环节对成像光谱仪辐射测量的影响,建立了从实验室辐射定标到星上辐射定标再到在轨对地观测全过程的辐射传递模型,并通过仿真分析求解了成像光谱仪入瞳处辐射测量不确定与谱线漂移之间的关系。结果表明,谱线漂移导致的辐射测量误差与谱线漂移量和入瞳辐亮度的分布梯度成正比;光谱带宽偏差对测量精度的影响程度较中心波长误差高一个数量级。对于可见近红外(VNIR)波段平均光谱带宽10 nm、短波红外(SWIR)波段平均光谱带宽20 nm的典型成像光谱仪,要保证谱线漂移引起的辐射测量不确定度小于6%,实现成像光谱仪在轨观测时入瞳处的辐射测量绝对精度优于10%,可见近红外波段中心波长偏差应不大于2 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm,短波红外波段中心波长偏差应不大于3 nm,光谱带宽偏差应不大于0.1 nm。  相似文献   

6.
赵俊奇  刘智超 《光子学报》2014,39(12):2129-2133
为了在不改变静态傅里叶变换干涉具尺寸的前提下提高光谱分辨率,设计了正交斜楔型静态傅里叶变换干涉具,采用两个正交的等效斜楔形成连续的光程差变化.通过推导传统干涉具与正交斜楔型干涉具的光程差函数,设计了采用正交斜楔型干涉具增加有效探测长度,从而提高光谱分辨率的方法.经仿真计算,正交斜楔型干涉具的最大光程差为0.323 4 mm,比传统干涉具的0.080 8 mm大4倍左右,即光谱分辨率提高了4倍.实验证明,由于正交斜楔的探测原理使干涉具边缘的干涉条纹产生畸变,故要对干涉条纹进行边缘切除及滤波,给出了切除大小的计算公式.采用WQF520型光谱仪进行对比实验,检测800 nm的激光,该干涉具误差小于1 nm.该方法可有效地提高静态傅里叶变换干涉具的光谱分辨率.  相似文献   

7.
交叉非对称型Czerny-Turner光谱仪光学系统设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
根据Czerny-Turner结构光谱仪工作原理,以便携式微型光学系统为设计目标,设计了一种光谱范围为200900nm的交叉非对称型Czerny-Turner光谱仪光学系统.通过分辨率、光谱范围等设计要求确定光谱仪大致结构后,引入初级像差对初始结构进行进一步优化.首次提出将球差约束条件与光阑面选取相结合,设计流程确定准直镜通光口径、光栅初始尺寸及聚焦镜中心波长对应口径,继而结合彗差约束条件,确定球面镜离轴角,并基于几何光学确定聚焦镜初始通光口径的方法.利用ZEMAX软件对初始参量进行模拟优化,并采用自主研制的样机进行光谱测量,分析结果表明,该光学系统能够在狭缝宽度为25μm,光栅常数为1.667μm/line条件下,实现中心波长分辨率优于1nm,边缘波长分辨率优于1.5nm.  相似文献   

8.
We demonstrate the first cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy in the mid-infrared wavelength region and report the sensitive real-time trace detection of hydrogen peroxide in the presence of a large amount of water. The experimental apparatus is based on a mid-infrared optical parametric oscillator synchronously pumped by a high-power Yb:fiber laser, a high-finesse broadband cavity, and a fast-scanning Fourier transform spectrometer with autobalancing detection. The comb spectrum with a bandwidth of 200 nm centered around 3.76 μm is simultaneously coupled to the cavity and both degrees of freedom of the comb, i.e. the repetition rate and carrier envelope offset frequency, are locked to the cavity to ensure stable transmission. The autobalancing detection scheme reduces the intensity noise by a factor of 300, and a sensitivity of 5.4×10?9 cm?1?Hz?1/2 with a resolution of 800 MHz is achieved (corresponding to 6.9×10?11 cm?1?Hz?1/2 per spectral element for 6000 resolved elements). This yields a noise equivalent detection limit for hydrogen peroxide of 8 parts-per-billion (ppb); in the presence of 2.8 % of water the detection limit is 130 ppb. Spectra of acetylene, methane, and nitrous oxide at atmospheric pressure are also presented, and a line-shape model is developed to simulate the experimental data.  相似文献   

9.
A simple and compact parallelogram mirror drive based on flexure pivots suitable for intermediate resolution Fourier transform spectroscopy is presented. The system permits 12 mm of mirror translation with a residual tilt of less than ±0.4 mrad in the horizontal plane and ±0.2 mrad in the vertical plane. A system prototype was built and fully characterized for a Fourier transform spectrometer operating on a stratospheric balloon.  相似文献   

10.
新型傅里叶变换光谱仪反射镜倾斜容限分析及实验   总被引:1,自引:1,他引:0  
刘波  朱永  陈建君  韦玮  张洁  王宁 《光子学报》2013,42(3):315-319
采用微机电系统微镜阵列和倾斜反射镜替代传统傅里叶变换光谱仪的动镜系统,提出一种基于微机电系统微镜阵列的新型傅里叶变换光谱仪.介绍了该光谱仪的工作原理,分析了倾斜反射镜倾斜角度的容限范围,并搭建了实验系统,进行了实验验证.理论推导表明:在近红外区域,反射镜倾角理论最大值为0.52°,光谱分辨率达到8 nm;在可见光区域,反射镜倾角理论最大值0.183°,光谱分辨率达到3 nm.选取可见光源488 nm激光器进行的实验验证结果表明:在倾角容限范围之内,光谱能准确还原;反之,光谱严重失真.最终,采用复色光源进一步实验验证了理论分析的正确性.  相似文献   

11.
基于双边倾斜傅里叶干涉具的激光光谱探测技术研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
为了在不改变静态傅里叶干涉具尺寸的基础上提高光谱分辨率,设计了双边倾斜傅里叶干涉具及等光程条纹展宽的方法。通过计算分析双边倾斜傅里叶干涉具空间产生光程差与传统干涉具光程差的关系,得到在整个干涉具尺寸不变的条件下,光谱分辨率提高到9.1 cm-1,比同尺寸静态傅里叶干涉具提高了近8倍,并且不会因干涉条纹混叠而造成无法采集。采用BK7材料加工制成双边倾斜傅里叶干涉具,用6种不同波长的激光照射分析干涉条纹,实验结果显示干涉条纹会因反射位置增大而导致探测波长较长的激光时中心波长偏大,根据其满足线性变化的规律,拟合可知每1nm的激光波长变化造成0.021 1 nm的增大误差,经过标定后平均误差与传统干涉具接近,同时可以有效地提高静态干涉系统的光谱分辨率。  相似文献   

12.
In this work, water dispersible fluorescent carbon nanocrystals (NCs) were synthesized by a simple, green and low cost hydrothermal method using Syzygium cumini (jamun) as a carbon source at 180 °C for 6 h. The average size of carbon NCs was found to be 2.1 ± 0.5 nm and shown bright blue fluorescence when excited at 365 nm under UV lamp. The carbon NCs were characterized by spectroscopic (UV-visible and fluorescence, Fourier transform infrared and dynamic light scattering) and high resolution transmission electron microscopic techniques. The quantum yield of carbon NCs was found to be ~5.9 % at 438 nm emission wavelength when excited at 360 nm. It was noticed that none of the metal ions quenched the fluorescence intensity of carbon NCs at 438 nm except for Fe3+, indicating the formation of Fe3+ ion-carbon NCs complexes. The linear range was observed in the concentration range of 0.01–100 μM with the corresponding detection limits of 0.001 μM, respectively. Furthermore, the carbon NCs were used as probes for imaging of fungal (Fusarium avenaceum) cells.  相似文献   

13.
Wielandy S  Dunn SC 《Optics letters》2004,29(14):1614-1616
We propose and demonstrate a new method for fabricating a compact all-fiber spectrometer by using a tilted superstructure fiber grating to couple light out of a fiber core and produce an interference pattern in the near field. The Fourier transform of the interference pattern serves as a direct measurement of the optical input spectrum, and the superstructure grating design offers several degrees of freedom that permit control over the resolution and bandwidth of the spectrometer. For single-wavelength operation, the proposed scheme offers the possibility of making wavelength measurements with picometer-level precision over a broad 80-nm wavelength range while simultaneously providing coarser precision over a 160-nm range.  相似文献   

14.
一种光栅型成像光谱仪光学系统设计   总被引:1,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
 成像光谱仪是一种“图谱合一”的光学遥感仪器。从光栅型成像光谱仪的使用要求出发,利用Zemax软件设计了一种光栅型成像光谱仪光学系统。其中,前置望远物镜采用反射式结构,传统的卡塞格林结构在主次镜均采用非球面时校正像差的能力依然有限,设计时采用改进后的卡塞格林结构对像差进行校正,最终设计的望远镜头传函在50 lp/mm处达到0.5,场曲控制在0.078以内,且不存在畸变。针对光谱成像系统通常采用的基于平面光栅的Czerny-Turner结构由于像差校正能力有限、成像质量较差不能满足仪器的使用要求。采用基于凸面光栅的光谱成像系统,该系统结构紧凑、可实现宽波段内像差的同时校正。最终设计的光谱成像系统光谱分辨率<5 nm,MTF在50 lp/mm时升至0.75。将前置望远物镜与光谱成像系统根据匹配原则进行组合优化后光栅型成像光谱仪系统点列图RMS半径随波长的变化均小于0.2,波长的80%的能量集中在Φ6 μm范围内,波长各视场在特征频率50 lp/mm处的光学传递函数均大于0.5。整个光学系统具有结构简单、像差校正能力强、结构尺寸较小的优点。  相似文献   

15.
波长定标是仪器遥感数据定量化的前提和基础。针对星载大气微量成分探测仪视场大、波长宽、空间分辨率和波长分辨率高的特点,建立了基于中阶梯衍射光栅的波长定标装置。中阶梯光栅因其较少的线密度和较大的闪耀角工作在较高的闪耀级次,光谱范围宽且具有较高的分辨率,可在工作波段内一次性输出多条分布较为均匀的谱线,克服了传统定标方式的缺点,提高了定标精度。本文首先介绍了波长定标装置的工作原理,接着利用该装置对高光谱大气微量成份探测仪进行波长定标,通过寻峰和回归分析给出载荷的波长定标方程,并利用标准汞灯谱线对定标结果进行检验。结果表明:高光谱大气微量成份探测仪的像元和波长近似满足线性分布规律,定标不确定度为0.025 8 nm,汞灯特征谱线的定标值和标准值偏差最大不超过0.043 5 nm,证明了定标结果的准确性。  相似文献   

16.
王毅  郭哲  朱立达  周红仙  马振鹤 《物理学报》2017,66(15):154202-154202
提出了一种基于谱域相位分辨光学相干层析的纳米级表面形貌成像方法,由干涉光谱计算样品相邻两点的相位差,得到样品表面相位差分图,经过积分,重建样品表面形貌的定量分布.当相邻两点相位差的绝对值小于π,不产生相位包裹,避免了目前的干涉法相位解包裹存在的问题,将干涉法相邻两点相位差绝对值的限制条件由目前的π扩大到2π,提高了干涉法表面形貌成像的适用范围.参考面和样品置于同一平台之上,消除环境干扰及系统振动的影响,噪声幅度小于0.3 nm.通过对光学分辨率片及表面粗糙度标准样板的表面形貌成像,对本方法进行了验证,系统的轴向分辨率优于1 nm.  相似文献   

17.
李建欣  柏财勋  刘勤  沈燕  徐文辉  许逸轩 《物理学报》2017,66(19):190704-190704
提出了一种基于新型双折射横向剪切分束器的高光谱成像方法,采用的横向剪切分束器主要由Wollaston棱镜和角锥反射体组成.在分析双折射分束器的偏光结构和分光机理的基础上,利用光线追迹方法分析了光束在Wollaston棱镜中的传播特性,通过计算光束在双折射分束器中的传播方向及出射位置,推导出调制光程差的理论表达公式.根据理论推导结果,分别仿真分析了系统在不同扫描模式下光程差与入射光视场角以及角锥顶点偏移量的调制关系.基于理论分析结果搭建了实验装置,对光程差分析结果进行验证,实验结果与理论分析结果匹配较好.所提方法可以提高剪切光束的平行性,保证干涉条纹的高调制度,降低了复原光谱准确度对光学装调精度和元件加工精度的依赖性,具有结构稳定、复杂度低的显著特点.  相似文献   

18.
Studies into the suitability of a novel, widely tunable telecom L-band (1,563–1,613 nm) digital supermode distributed Bragg reflector (DS-DBR) laser for cavity ring-down spectroscopy (CRDS) are presented. The spectrometer comprised of a 36.6?cm long linear cavity with ring-down times varying between 19–26 μs across the 50 nm DS-DBR wavelength range due to changes in the cavity mirror reflectivities with wavelength. The potential of such a broadband, high-resolution CRD spectrometer was illustrated by investigating several transitions of CO2 in air, a 5 % calibrated mixture and breath samples. Allan variance measurements at a single wavelength indicated an optimal minimum detectable absorption coefficient (α min) of 3 × 10?10 cm?1 over 20 s.  相似文献   

19.
A revised set of temperature-dependent absorption cross sections for ultraviolet (UV) measurements of formaldehyde (H2CO) has been derived from two existing sets of laboratory cross sections, one using a Fourier transform spectrometer (FTS), and one using a grating instrument. This is conducted to satisfy the recommendation of the HITRAN Advisory Committee to provide a dataset with the spectral resolution and wavelength calibration of Fourier transform spectrometer measurements with the better intensity calibration that the grating measurements obtained. The re-scaled cross sections are now in the HITRAN database, and are recommended for use in atmospheric measurements and modeling, including photolysis calculations.  相似文献   

20.
设计了由超大口径前置望远系统和超大视场光谱仪组成的超大口径高光谱海洋水色仪.前置望远系统采用同轴三反光学系统结构,口径为4 m,视场为0.64°,焦距为21.6 m,波段范围为400~1 000nm.超大视场光谱仪采用改进的Offner结构,视场为240mm,光谱分辨率为10nm.探测器像元尺寸为15μm×15μm,4片探测器交错拼接实现400km幅宽.超大视场光谱仪在400~1 000nm的宽波段内,点列图半径的均方根值均小于3.9μm,静止轨道高光谱海洋水色仪全系统不同波长的MTF在33.3lp/mm处大于0.52,各项指标均满足应用要求.  相似文献   

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