全反射傅里叶变换光谱仪微型化关键技术研究

发布时间：2020-06-16 07:03

【摘要】：全反射傅里叶变换光谱仪,即一种采用无透射元件的全反射结构傅里叶变换光谱仪。与非全反射傅里叶变换光谱仪相比,全反射傅里叶变换光谱仪不受限于材料透过率,可应用于整个光谱区,故全反射傅里叶变换光谱仪具有重要的应用价值。同时,20世纪末期,随着科技的发展以及微制造技术的进步,光谱仪器的微小型化也成为了研究的热点。因此,本文对全反射傅里叶变换光谱仪微型化的关键技术进行了研究。包括“无焦面反射镜近场测量技术”,“弱光检测能力提升技术”和“干涉场光强分布采集驱动技术”等。首先,对无焦面反射镜近场测量技术进行了研究。通过分析全反射傅里叶变换光谱仪的波长定标技术,引出了无焦面反射镜近场测量的非线性问题。通过建立“等光程差双曲线族模型”,对无焦面反射镜近场测量的非线性问题进行了分析,进而提出“多像素抽减法”的技术解决方案。仿真实验表明,光谱仪的测量误差指标可达III级(国家计量标准JJG 178-2007《分光光度计检定规程》)。其次,对弱光检测能力提升技术进行了研究。光路分析表明,全反射傅里叶变换光谱仪从入射狭缝出射的光能有一半被无形中浪费了。本文对菲涅尔双面镜结构进行了改进,性能分析表明,改进后的光谱仪光能利用率提高了一倍。仿真实验表明,光谱可测量范围在长波方向扩大了一倍,弱光检测能力提升了一倍。最后,对干涉场光强分布采集驱动技术进行了研究。通过对采集驱动方法进行分析与比较,本文采用CPLD驱动法。对采集驱动的电路进行了设计和制作,对相关程序进行了编程和调试。实验测试结果表明,本文所编译的驱动程序满足驱动要求。本文工作,为实现全反射傅里叶变换光谱仪的微型化提供了基础。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH744.1
【图文】：

图 1.1 一种反射光栅型全反射光谱仪的光路图谢炜等人[10]基于光栅分光对切尔尼-特纳（Czerny-Turner）全反射结构究。通过狭缝的待测光经准直处理在衍射光栅处色散分离后到达凹面镜再被光强采集元件采集。利用汞灯作为测试光源，若狭缝宽度为 30μ

海洋光学系列光谱仪（2）菲涅耳双面镜型全反射结构光谱仪

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘贤诗;;傅里叶变换物镜的自动设计[J];光学工程;1980年01期

2 郭伽;;傅里叶变换离子回旋共振质谱[J];化学通报;1983年10期

3 倪尔瑚;色散傅里叶变换波谱学[J];物理;1984年01期

4 杜庆萱;;傅里叶变换与杜氏变换[J];电气传动;1986年02期

5 颜严;以全光纤装置测量傅里叶变换光谱[J];激光与光电子学进展;2000年05期

6 郭铁桥;张磊;;快速傅里叶变换的c++实现[J];中国新技术新产品;2011年07期

7 孟庆安;傅里叶变换波谱的一种有效的相位校正法[J];仪器仪表学报;1983年01期

8 王宜;喻为义;;用有限的二重傅里叶变换解定解问题[J];太原工业大学学报;1985年02期

9 徐德衍;傅里叶变换物镜的波象差测试[J];中国激光;1986年06期

10 刘春生;傅里叶变换物镜的磨制[J];光学技术;1986年01期

相关会议论文 前10条

1 范琦;杨鸿儒;黎高平;袁良;;载波条纹的高精度傅里叶变换分析方法[A];第十三届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2010年

2 吕理想;张晓萍;;基于正负频形式傅里叶变换的非线性薛定谔方程及其分步傅里叶法求解的讨论[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

3 陈东岳;吴成东;;一种新的基于调幅傅里叶变换的视觉注意力选择模型[A];2009中国控制与决策会议论文集（3）[C];2009年

4 王华英;于梦杰;廖薇;刘佐强;马彦晓;;对基于傅里叶变换位相解包裹算法的理论分析及实验研究[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文（摘要集）[C];2012年

5 张二峰;戴宏毅;陈平形;;二阶及高阶无透镜傅里叶变换关联成像研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年

6 吴晓锋;赵明;刘力;;基于非等间FFT的直接傅里叶重建方法[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年

7 李晓;张记龙;田二明;王明;薛尚峰;;基于傅里叶变换的激光光谱探测技术[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅰ）[C];2008年

8 燕立唐;盛京;;傅里叶变换研究PS/PE体系熔体动态共混过程中的相行为[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年

9 陈颖;李敬;屈小波;陈林;蔡聪波;蔡淑惠;钟建辉;陈忠;;单扫描线性扫频激励MRI的部分傅里叶变换重建[A];第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2012年

10 吴友朋;王红霞;周战荣;;无透镜傅里叶变换数字全息图再现像质的影响因素分析[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集（D 光电信息处理技术专题）[C];2006年

相关重要报纸文章 前2条

1 冯卫东;新兴技术引领未来发展[N];上海科技报;2012年

2 本报记者 刘霞;“潜伏”在日常生活中的7个方程式[N];科技日报;2012年

相关博士学位论文 前5条

1 李涛;傅里叶变换光谱信息获取与控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2015年

2 陈成;静态傅里叶变换红外光谱仪系统设计及关键器件研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年

3 李志刚;紫外—真空紫外傅里叶变换光谱技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年

4 张敏娟;弹光调制傅里叶变换光谱复原高速数据处理技术研究[D];中北大学;2013年

5 陈友华;遥测用多次反射式弹光调制傅里叶变换光谱技术研究[D];中北大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 高健;利用谱域OCT对动物模型进行血管分布成像[D];深圳大学;2015年

2 王竞;色散傅里叶变换中的时间拉伸模数转换技术研究[D];中国工程物理研究院;2015年

3 杨继明;基于Hadoop云平台风电机组振动数据处理的技术研究[D];华北电力大学;2015年

4 张俊;量子线路研究快速费马数变换的量子线路逻辑实现[D];东南大学;2015年

5 黄浩;基于S变换的医学影像降噪压缩及稀疏傅里叶变换理论研究[D];山东大学;2016年

6 孙继承;光学相干层析术中傅里叶变换光谱探测装置关键问题研究[D];南京理工大学;2016年

7 涂珊;太赫兹傅里叶变换光谱技术及其应用研究[D];电子科技大学;2016年

8 赵远;全反射傅里叶变换光谱仪微型化关键技术研究[D];安徽工业大学;2016年

9 高秀英;基于匹配傅里叶变换的载波捕获技术研究[D];燕山大学;2009年

10 祝利轻;基于离散匹配傅里叶变换的高动态载波捕获技术改进[D];燕山大学;2010年

本文编号：2715711