多功能傅里叶变换红外光谱仪系统

美国专利US6667808 (2003年12月23日公布) 本发明提供一种带干涉仪的多功能红外光谱仪系统。干涉仪接收来自光源的红外光束。然后向多个空间分离的红外探测器提供经过调制的输出光束。固定在一结位置上的一个多位置反射镜接收主光路的光束,并通过多个分支光路将其传输到多个样品位置,然后     

被动傅里叶变换红外光谱仪遥感污染云团

在定量遥感污染云团光谱的模型下，对被动傅里叶交换红外光谱仪（FTIS）遥测目标气体和背景光谱做定量分析，讨论了试验场地大气条件、目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度对定量分析结果的影响。     

傅里叶变换红外光谱仪

美国Bruker光学公司向市场投放一种具有全研究性能和真空操作能力的Vertex 70v型傅里叶变换红外光谱仪。同该公司生产的其它光谱仪一样,这种光谱仪的数据采集基于集成在探测器内的双通道模一数转换器以达到高信噪比。     

真空傅里叶变换红外光谱仪

Bruker光学公司推出一种半敞开的高分辨率真空傅里叶变换红外光谱仪。这种光谱仪能够排除如水气和二氧化碳等大气气体的干扰。光谱仪的数据采集基于集成的双通道24bit模/数转换器,后者能够产生高信噪     

利用傅里叶变换红外光谱仪测量固体推进剂的燃烧温度

利用布鲁克公司生产的OPAG 33型傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)对固体推进剂燃烧火焰的温度进行了研究。在仪器的分辨率为4 cm-1、测试距离为20 m的条件下,实时测得了高能硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether Propellant, NEPE)固体推进剂燃烧火焰的红外发射光谱图。利用燃烧产物中HCl气体分子的发射光谱精细结构谱线计算了NEPE固体推进剂羽流的温度。实验结果表明,利用被动式遥感FTIR光谱仪可对固体推进剂的燃烧温度进行快速实时的非接触式测量,是一种有效的研究手段。     

空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究

为了改善傅里叶变换红外光谱仪中动镜运动控制系统的动态性能和静态性能,设计了基于扰动观测器的非线性PID控制器。首先对该动镜驱动系统进行数学建模,分析系统中的非线性因素。之后给出了设计该控制器的理论依据。最后进行了数值仿真分析和实验验证。实验结果表明:动镜以133mm/s运动时,采用基于扰动观测器的非线性PID控制器控制时,系统响应超调量为0,上升时间为3ms,稳态均方差为0.0392,性能明显优于传统PID控制器。结果证明了该控制器的可行性和实用性,满足了干涉仪的动镜匀速性要求。     

光线通过傅里叶变换红外光谱仪的光程差分析

为了研究光线通过傅里叶变换红外光谱仪的光程差,采用对称分析和几何光学方法分析了光线通过一个至三个平板时的光程表达式,并得出了一个光线通过任意多个平板时的光程的一般表达式.在此基础上,分析了核心部件——迈克耳逊干涉仪的两个臂产生的随入射角变化的光程差的精确表达式,最后给出了其广角条件.该研究对于广角傅里叶变换红外光谱仪的...     

基于DSP的傅里叶变换红外光谱仪动镜控制系统设计

在直线扫描式高精度傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪系统的研制过程中,为了达到光谱图的质量和分辨率要求,提出了一种利用DSP芯片TMS320F28335作为控制器,直线电机运动平台带动动镜的系统设计方法。介绍了FTIR的优点以及TMS320F28335的性能特点,分析了FTIR系统的原理,详细阐述了电机控制系统的设计方案,给出了DSP、电机驱动器以及电机模块之间的硬件接口电路和软件实现方法。实验证明,该电机控制系统具有很好的稳定性和很高的运动精度,其位置运动精度能够达到0.1μm,保证动镜做稳定可靠的直线运动。     

偏振傅里叶变换红外光谱仪定标研究

利用偏振傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪测量目标红外偏振特性,需要对偏振FTIR光谱仪进行定标,计算出红外辐射目标的绝对光谱能量分布。利用黑体进行偏振FTIR光谱仪定标时,发现不同偏振检测方向的仪器响应有一定偏差,即仪器存在偏振敏感性。通过对仪器偏振特性的定标检测,得到仪器偏振响应函数和偏置特性曲线,应用定标结果,将会消除红外偏振仪器自身的偏振敏感性对目标偏振特性的影响,为提高目标的红外偏振探测精度打下基础。     

FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究

为解决传统Brault采样方法中参考信号过零点计算复杂、耗时较多的问题,提出了基于傅里叶插值技术寻找过零点的方法。通过与其他插值方法进行比较研究,结果表明,这种方法确保了过零点信息准确性的同时简化了数据处理的复杂度,得到的过零点信息线性拟合系数大于0.999。在2 100~2 200 cm-1波段范围内,当参考激光信号误差较小时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是三次样条插值法所得到的1.03倍,而线性插值方法与傅里叶插值方法得到的结果一致;当参考激光信号误差较大时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是线性插值方法得到的仪器SNR的1.05倍。     

新型红外空间遥感用傅里叶变换光谱仪

为了研制红外空间遥感用傅里叶变换光谱仪,将其作为风云三号、四号气象卫星的有效载荷,在比较国外各种航天工程项目中傅里叶变换光谱仪机械扫描方案的基础上,提出了一种新的机械扫描方案。它利用光通过平行平面镜组时光程随入射角度的改变而变化这一特性,同时把两支光路的光程改变量关联起来。该方案只使用平面反射镜,对于运动部件的精度要求比较低,对倾斜、磨损等不敏感。就国内的具体技术条件而言,这种方案是切实可行的。     

过采样型傅里叶红外光谱仪的数字滤波方法

傅里叶红外光谱仪使用的红外探测器频率响应范围通常为几十Hz到数MHz,这使得探测器直接接收的干涉信号中很容易混入环境噪声,引起真实干涉信号的畸变。过采样型傅里叶红外光谱仪等同于将传统光谱仪的等光程间隔采样过程"搬移"到计算机内,因此,理论上允许使用数字滤波器代替模拟滤波器对红外干涉信号降噪。在分析过采样型傅里叶红外光谱仪红外干涉信号有效频率范围的基础上,详述了适用于过采样型傅里叶红外光谱仪的巴特沃斯数字带通滤波器的设计方法,并应用设计的滤波器对过采样的红外干涉信号进行了降噪研究。结果表明:数字滤波的方法能有效去除红外干涉信号中的高、低频噪声,保留真实的光谱信号,在使用上也比模拟滤波更加灵活、便捷。     

基于FPGA的傅里叶变换光谱仪光谱复原技术

为了实时获取化学战剂、大气污染物等待测物的光谱信息,设计了一种基于现场可编程门阵列实现单边干涉图光谱复原的高速数据处理系统。该系统采用将去直流、切趾,快速傅里叶变换、相位校正等光谱复原处理集成在一块现场可编程门阵列芯片内实现的方法,具有集成度高、速度快、成本低等优点。在ISE10.1开发平台上设计了数据处理系统硬件电路,通过WQF-520型傅里叶变换红外光谱仪采集干涉数据传给现场可编程门阵列进行处理,实验结果与MATLAB仿真结果比较,相对误差在1.2%以内。结果表明,该系统可正确复原光谱,适用于时间调制和空间调制的干涉式光谱仪系统。     

基于光通量倍增法的傅里叶红外探测系统光谱响应度非线性测量

在宽动态范围、高分辨力、宽频谱红外辐射测量中,傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是常用的探测单元,其光谱响应度的非线性是宽动态范围红外光谱测量的不确定度主要贡献项之一。基于光通量倍增原理,建立傅里叶红外光谱探测系统的非线性测量实验系统。实验研究了在非线性测量典型时间段内的黑体辐射源和FTIR红外光谱探测系统的漂移特性,设计了测量序列变换模型来消除测量过程中的一阶线性漂移影响。在200～1 000℃范围内,实验测量了FTIR红外光谱探测系统的非线性特征,给出了在典型波长3.9μm和10.6μm处的非线性测量结果及相应的不确定度。     

Design and experimental research on a visible-near infrared spatial modulating Fourier transform spectrometer based on micro multi-step mirrors

A type of spatial modulating micro Fourier transform spectrometer （FTS） based on micro multi-step mirrors （MMSMs） is designed and manufactured in this paper. The interference system is based on Michelson interferometer, using two MMSMs instead of plane mirrors in two arms. The recovered spectrum is simulated with different distances between MMSMs and the detector, and the influence of diffraction on the recovered spectrum is analyzed. The edge-enlarging method for the MMSMs is proposed to eliminate edge noise, and the influence of surface roughness of MMSMs on the recovered spectrum is also analyzed. Moreover, the way of manufacturing the MMSMs is investigated.     

Single-mode fibre Fourier transform spectrometer

A single-mode all-fibre Fourier transform spectrometer is described. A resolution of ?1 cm?1 (?0.7 ?) is demonstrated at 820 nm. The device can be configured as a remote gas sensor.     

基于MEMS静电微镜驱动器的光纤相位调制器

设计并制作出了一种基于MEMS静电微镜驱动器的光纤相位调制器。MEMS静电驱动器采用垂直梳齿驱动技术,驱动硅微反射镜沿其法线方向的垂直平移运动以实现入射光波的光相位调制。MEMS静电微镜驱动器与光纤准直器耦合构成MEMS光纤相位调制器,避免了拉伸光纤或改变折射率的困难,具有MEMS技术批量制造、低成本等优势。采用MEMS工艺成功制作出MEMS光纤相位调制器,并实现Michelson光纤干涉仪。利用ASE宽带光源对光纤相位调制器的静态调制特性进行测试,采用Michelson光纤干涉仪对光纤相位调制器的动态调制特性进行测试,结果表明,MEMS光纤相位调制器50V偏压实现了1 550nm光波的2π相位调制,当器件谐振频率为7.15kHz以及交、直流电压幅值分别为12.5V时,响应幅值可达6.8μm,可以实现多个2π的相位的正弦调制。