文档介绍：1中北大学课程设计说明书学生姓名:学号:10051041学院:信息与通信工程学院专业:光信息科学技术题目:高速光谱探测装置指导教师:职称:2013年06月07日2中北大学课程设计任务书2012/2013学年第2学期学院:信息与通信工程学院专业:光电信息工程学生姓名:学号:10051041课程设计题目:高速光谱探测装置起迄日期:~:主楼1318实验室指导教师:系主任:下达任务书日期::针对光电信息课程要求,对设计者进行实用型光电系统设计、仿真测试等各环节的综合性训练,培养设计者运用课程中所学的理论与实践紧密结合,独立地解决实际问题的能力。设计者必须独立完成一个选题的设计任务。(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):设计内容:高速光谱探测装置,:(1).探测成分发生连续快速变化的物理过程中光谱信息。;(2).波长范围400nm~1100nm,分辨率100cm-1;(3).快速记录干涉图,实时或者事后对干涉图处理得到光谱信息;:(1).要求理论论证及计算参数;(2).画出完整的电路图及光路设计图,写出设计总结报告。〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:1电路原理图和光路原理图;2器件的工作原理和应用,仿真结果;3课程设计说明书;:?要求按国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例:1傅承义,陈运泰,:科学出版社,1985(5篇以上):1电路原理图;2课程设计说明书。:2013年6月9日~2013年6月12日:查资料;2013年6月13日~2013年6月14日:在指导教师指导下设计方案;2013年6月15日~2013年6月19日:学生完成实验,指导教师辅导;2013年6月19日~2013年6月20日:撰写课程设计说明书;2013年6月21日:答辩。系主任审查意见:签字:..............................................................………………………………………..…………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………….……………………………………………….……………………………………………….146一、设计方案简介1、光谱的定义光谱是光源所发射的辐射强度随波长(频率)的分布,它反映了光源的构成物质和其他的一些特性。2、干涉型光谱本设计方案用干涉型测光谱信息,是通过对入射光束引入不同光程差进而形成干涉图,并对干涉图进行处理,获得光谱信息。得到的光源光谱信息具有高光谱分辨率和高光通量等优点,能探测微弱激光信号,探测成分发生连续快速变化的物理过程中光谱信息。3、空间相干性对于干涉型光谱探测,有可根据时间相干性和空间相干性分为:时间调制干涉光谱仪和空间调制干涉光谱仪(静态干涉仪),与时间调制型干涉成像光谱仪相比,空间调制型干涉光谱仪是在同一时刻、探测器阵列的不同位置(空间)上,获得目标辐射光谱。这种静态干涉仪产生的干涉图,是按空间分布的强度信号,因此可实现对时变或脉冲辐射的实时监测;它们没有运动部件和扫描机构,使得仪器的结构变得简单、紧凑和稳定,抗干扰和震动能力强,减轻了设计和加工难度、体积和重量小,降低了成本。因此本设计采用空间调制干涉光谱。4、光谱测量原理当一束光垂直照射到干涉具表面时,由于光在上下两个表面的光程差不同,引起不一样的相位差。当两束光再次相遇时会发生干涉现象,产生干涉图样。两束光干涉的强度分布是与光程差有关的函数,7而干涉条纹的强度分布与光源的光谱密度函数是一个傅里叶变换对即:式中:;I(x)为双光束干涉强度分布;x为光程差;B(σ)为光源光谱强度分布;σ为波数。因此,对干涉条纹进行傅里叶变换就可以得到光源的光谱信息。干涉具产生的干涉条纹是空间分布的周期信号,D,将这种空间周期信号变换为时域周期信号,再将时域周期信号经过A/D转换后,运用离散傅里叶变换(DFT),可求出入射光的波谱特征和波长。二、设计条件及主要参数表为了方便分析,我们采用等厚干涉(劈尖)来说明问题。它是一种利用空间相干性来进行干涉的静态光谱仪。在计算两束光的相位差时我们没有引入劈尖的夹角,而在实际测量中夹角确实很小,