AOTF紅外光譜檢測儀的研制.pdf

1、紅外光譜分析技術(shù)作為“綠色檢測技術(shù)”的代表，具有高效、快速、成本低、無損傷和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥臨床和生化等領(lǐng)域?，F(xiàn)實(shí)生活中室內(nèi)空氣的檢測、汽車尾氣的含量、煙道氣體排放等實(shí)際問題需要對(duì)氣體的成分和含量進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，本論文研究并設(shè)計(jì)了一臺(tái)新型紅外光譜檢測儀。該儀器以最新的聲光技術(shù)結(jié)晶——聲光可調(diào)諧濾光器AOTF(Acoustic-OpticTunableFilter)為色散元件，選用工作波長范圍2um-4um(5

2、000cm-1-2500cm-1)。AOTF紅外光譜檢測儀以它重量輕、無需機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、適合現(xiàn)場應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)成為這一領(lǐng)域的佼佼者。 本文概述了AOTF的工作原理，對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行了詳盡的理論分析以及實(shí)驗(yàn)測試，獲得以下幾個(gè)較為重要的結(jié)論以指導(dǎo)實(shí)際的應(yīng)用：1、入射角應(yīng)盡量符合動(dòng)量匹配原則以獲得最佳衍射效率；2、入射光的光束角必須小于AOTF的角孔徑要求；3、采用線偏振光入射將大大提高AOTF的衍射效率。在系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遵循以上幾

3、個(gè)原則，對(duì)發(fā)射系統(tǒng)、分光光路、接收系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹。采用單光路雙探測器設(shè)計(jì)，大大減弱了光源波動(dòng)、光路干擾的影響，對(duì)測量信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)檢測，提高了微弱信號(hào)檢測的信噪比。以標(biāo)準(zhǔn)樣品聚苯乙烯薄膜，對(duì)紅外光譜檢測系統(tǒng)進(jìn)行波長校正，校正后波長的準(zhǔn)確度達(dá)到±0.5cm-1，系統(tǒng)的穩(wěn)定性可達(dá)到0.8％。利用AOTF紅外光譜檢測儀分別對(duì)苯、異丙醇?xì)怏w進(jìn)行光譜測試，掃得譜圖的吸收峰位置與傅立葉光譜儀的結(jié)果基本一致，分辨率水平還有待于進(jìn)一步提高