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的光纤傅里叶变换基于光谱仪数据处理技术冰仪器仪表学报· 陈明星,朱灵,张龙,刘勇,王安·甪;引—傅里叶变换光谱仪具有多通道、高通量、高分辨率、高波数精度等多种优点,是光谱分析的强有力工具,可用于宽光谱、复杂光谱或极弱光谱的测量。傅里叶变换光谱法被广泛应用于分子光谱学和天体物理学中的红外光谱分析。该方法是通过计算干涉仪输出的干涉图的傅里叶逆变换得到光谱图,进而获取光谱信息‘。与传统的傅里叶第淼期年不帐」庾悠骷氩牧现氐闶笛槭中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥摘要:为了提高编程效率与增强光谱仪数据分析处理能力,结合砑谛藕糯矸矫娴挠攀疲眯槟庖瞧骷术实现了光纤傅里叶变换光谱仪干涉图处理与光谱复原。采用均匀抽样算法,利用由光纤—缮嬉鞘涑龅牟慰光干涉图过零点取样,实现对测试光干涉图的等光程间隔采样,消除了由压电陶瓷非线性光程调制引起的误差。采用求摸法复原出光谱图,自动消除了相位误差。利用砑瓿闪硕钥泶鳤光源的干涉图数据采集、显示与处理并最终得到光谱图。结果表明,与光栅光谱仪测得的光谱相比,光谱线型趋于一致。关键词:光纤—缮嬉牵桓道镆侗浠还馄滓牵桓缮嫱迹皇荽恚籐中图分类号:.文献标识码:国家标准学科分类代码:,珹,,..—.;;籨,:,.:—米基金项目:中国科学院科技创新基金资助项目.,,:—....
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迪指缮嫱疾杉氪原理变换光谱仪相比,光纤傅里叶变换光谱仪采用全光纤设计,用光纤耦合器代替分束器,用压电拉伸调制器代替扫描动镜。由于没有运动部件,因而仪器的稳定性大大提高,并具有信噪比高、测量速度快、抗电磁干扰等优点。。不过由于压电陶瓷的非线性光程调制等问题导致直接采样得到的干涉信号不是等光程间隔采样,造成干涉图频率调制且光谱谱线展宽、谱线强度下降并伴有附加谱线,从而降低了探测灵敏度和波数精度。因此需要对干涉图进行均匀抽样,实现干涉图等光程间隔采样S氪澄谋居镅员喑滔啾龋喑谈屎螰低扯愿缮嫘藕沤新瞬ā⒉值、加窗、快速傅里叶变换等信号处理方法的需求,进而提高了测量系统干涉图的数据采集、分析和处理能力。。本文基于图形化的编程语言迪至瞬慰光与测试光干涉图的数据采集,利用参考光对测试光干涉图均匀抽样及干涉图幅度谱计算,有效地消除了非线性光程调制误差与相位误差。系统光学部分的核心是光纤—缮仪,采用压电陶瓷拉伸器实现该干涉仪的光程差调制。半导体激光魑2慰脊夂涂泶鳤魑2馐怨夥直鸫覯猌干涉仪两端输入,经干涉仪输出的两相干光经过铟镓砷光电探测器转化为电信号,经凌华公司的莶杉ˋ—转换为数字信号,送入计算机运用砑惺据处理。原理框图如图尽从光纤—缮嬉鞘涑龉馇康慕涣鞑糠挚表示为‘:干涉图的傅里叶逆变换就是光谱:矿籭上式中从干涉仪输出光强与谱分布环构成傅里叶变换对。实际光谱计算是基于砑捎快速傅里叶变换惴ㄍ瓿傻摹喑逃攀且恢钟猛急甏嫖谋拘写唇ㄓτ贸绦的图形化编程语言语言S氪矯语言编程相比,捎檬萘鞅喑谭绞剑猛急瓯硎竞昧线表示数据流向,无需编写大量代码,稍有编程经验的人也很容易掌握提供了包括采集、分析、显示、存储等数据量庞大的集成模块,极大地减轻了编程的复杂度。比如,本文中的线性插值、样条插值及幅度谱计算分别用一个图标即可实现。干涉图数据采集干涉图数据采集需用到数据采集模块,数据采集模块是一个非常重要的模块,它的结果正确与否直接影响到数据处理的结果。本实验通过在