傅里葉變換光譜s

1、傅里葉變換光譜傅里葉變換光譜：利用光的干涉現象，得到干涉圖，經過傅立葉變換，在頻域中得到光譜，這種方法得到的光譜稱為傅立葉變換光譜，所用的儀器稱為傅立葉光譜儀。它的優(yōu)點是：1. 它以大的圓形入射孔徑代替普通光譜儀的窄的入射狹縫，在獲得同樣分辨本領條件下，它能從較大的立體角接受光源輻射。2. 在一般分光光度計中，每一瞬間只能測量一個光譜元，而傅立葉光譜儀能在整個工作時間內，同時記錄所有待測光譜元，這又進一步使接收器獲得更多的輻射能量，提高接收信號的信噪比。所以，它特別適合于光源較弱的紅外光譜區(qū)，目前它已作為一種新型紅外光譜儀廣泛應用于紅外光譜工作中。實驗目的：1. 掌握傅里葉變換光譜的原理2.

2、自組傅里葉變換光譜儀3. 測量常用光源的光譜分布實驗原理：1. 傅里葉變換光譜實驗的應用與特點簡介傅里葉變換光譜技術是光譜學中主要的分光手段之一，具有高精度、多通道、高通量、寬光譜范圍、結構緊湊等優(yōu)勢。其實驗結果是通過傅里葉變換從空間域變換到頻率域通過數學計算的方法得到。多數傅里葉變換光譜儀是基于邁克爾遜干涉儀結構的。其借助于連續(xù)的移動其中的一個反射鏡（動鏡），干涉儀產生的兩束相干光的光程差發(fā)生連續(xù)改變，干涉光強就會發(fā)生相應改變。在改變光程差的同時，記錄下光強接收器輸出中的變化部分，得到干涉光強隨光程差的變化曲線，即干涉圖函數。在獲得干涉圖后，算出干涉圖的傅里葉余弦變換，即得光源的光譜分布。2

3、. 運用傅里葉變換得到相干光束的光譜分布若有兩束單色光，波數都為，傳播方向和偏振方向相同，光強均為I' ，兩光束間光程差為，兩束光相互疊加產生干涉，得到的光強為在整個光譜范圍內的干涉總光強為：上式右方第一項為常數項，第二項為光程差的函數，故以I( 表示第二項為： 2cos( (2 (2+=d I d I dI +=00 2cos( ( (d I c d I c I =0 2cos( ( (d I c I由于傅里葉余弦變換可逆，故：上式需要測量的光程差范圍是0到，但實際測量范圍無法如此精確，存在較大誤差。理論分析得到：光程差測量范圍大小決定了傅里葉變換光譜的光譜分辨率，即傅里葉變換光譜儀

4、的光譜分辨率由最大光程差決定；同時上式要求測量干涉光強是隨光程差變化的連續(xù)變化曲線，實際測量中亦無法實現，只能采用間隔一定距離離散采樣的方法。3. 如何實現高精度的等光程差，并采取間隔的選取是實驗的關鍵基本思路為：用一個精密電機帶動邁克爾遜干涉儀的細調手輪，讓其動鏡勻速移動，從而以恒定速度改變光程差。用光電接收器接收光強信號，得到干涉光強隨時間的變化曲線。但由于電機的穩(wěn)定性不好以及傳動機傳動精度不夠等原因，動鏡移動的速度會在一定范圍內波動，會降低傅里葉變換光譜儀的精度，精密的儀器中需要實時測量動鏡的移動速度，根據其調整采樣的時間間隔大小，使得采樣的光程差間隔是相同的。為此在主光路的旁邊引入一條

5、平行的輔助定標光路，以已知波長單色光作光源的輔助干涉儀，其與主干涉儀共用一套靜鏡、動鏡、分束板、補償板，通過比較單色光干涉圖函數曲線的疏密程度，即可以推算出光程差改變速度隨時間的變化曲線。單色光時，強度與位移的關系非單色光時，強度與位移的關系傅里葉變換實驗儀器：邁克爾遜干涉儀、鎢絲燈、氦氖激光器、光電倍增管、光電二極管、力矩電機、測量控制單元、計算機'=02cos( ( (d I c I 實驗內容：1. 用激光調整邁克爾遜干涉儀，調出光的干涉圓環(huán)利用激光調整干涉儀得到干涉條紋，并找到光程差減小的方向（吞圓環(huán)）2. 而后調出等厚干涉，利用豎直條紋找到光程差為零的較準確的位置，同時消除回程差對實驗的影響3. 調整干涉條紋的方向和寬度，利用計算機得出激光的傅里葉變換光譜4. 改換汞燈，同理調整光路，再測量汞燈傅里葉變換光譜5. 進行數據處理，參考激光光譜的出汞燈光譜思考題：1. 為什么要測量激光：傅里葉變換橫坐標沒有準確標值，需要有一個標準光作為參考，氦氖激光器的波長已知，為632.8nm ，將其和汞燈頻譜進行對比