高分辨率可見光傅里葉變換光譜測量方法研究.pdf

1、傅里葉變換光譜測量技術(shù)在紅外和近紅外波段已經(jīng)逐漸取代分光式測量技術(shù)成為光學測量的重要手段，具有高通量、多通道、寬光譜測量范圍和高光譜定標精確度等優(yōu)點，而在可見光波段，它仍然具有高分辨率、測量精度高、高通量等優(yōu)點。本文利用光束折疊技術(shù)和雙路干涉技術(shù)，將傅里葉變換光譜測量技術(shù)拓展到可見光波段，通過改善光路，提高光學平臺系統(tǒng)的穩(wěn)定性，獲取高精度的干涉圖樣，提高光譜測量系統(tǒng)的分辨率。
　　實驗系統(tǒng)總體設(shè)計思路:利用邁克爾遜干涉儀實現(xiàn)雙路干

2、涉，獲得參考光和被測光的干涉圖，其中兩路干涉儀的動鏡固定在同一平移臺上，具有相同的動鏡平移量，因為參考光干涉光路是四次折疊的，所以參考光光路光程差的變化量是被測光光路光程差變化量的四倍。我們獲得干涉圖后，對參考光干涉圖進行光電轉(zhuǎn)換、信號放大和過零比較，獲得光程差定位脈沖信號，對被測光干涉圖進行光電轉(zhuǎn)換和信號放大，利用定位脈沖信號觸發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對被測光信號進行采樣，再經(jīng)傅里葉變換獲得被測光光譜曲線。相比于原實驗系統(tǒng)，本實驗系統(tǒng)選用單縱模

3、穩(wěn)定型He-Ne激光光源，改善了頻率穩(wěn)定性;添加標準光學面包板，提高系統(tǒng)光路的準直性;采用直流伺服電機代替交流伺服電機使平移臺的驅(qū)動方式由步進式變?yōu)檫B續(xù)式，降低平移臺振動造成的影響;優(yōu)化光電檢測、信號放大和過零比較電路，減小光電檢測單元誤差對光程差定位精度的影響。實驗結(jié)果表明，改進措施大幅度提高了光譜測量的精度和分辨率。實驗系統(tǒng)設(shè)計掃描長度可達8cm，理論精度應(yīng)約為0.063 cm-1實際精度光譜分辨僅為1.048cm-1，經(jīng)選段掃描同

4、樣長度的掃描測量，獲得的He-Ne激光光譜測量曲線的分辨率是不同的，因而證明，本實驗系統(tǒng)所使用的光學平移臺的精度是影響進一步提高測量精度的主要原因。
　　同時，本論文研究進行了雙光路折疊的傅里葉變換光譜測量方法的嘗試。參考光干涉光路進行了四次折疊，被測光光路進行了二次折疊，選用與上述實驗同樣的光學元件、光學平移臺、光電檢測和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明，新設(shè)計的雙光路折疊測量系統(tǒng)在掃描同樣長度的情況下，提高了一倍的光譜分辨率，并且測