傅里葉變換光譜儀及應(yīng)用課件

傅里葉變換光譜儀及其在激光雷達(dá)中的應(yīng)用分析報(bào)告人：***小組成員：***傅里葉變換光譜儀及其在激光雷達(dá)中的應(yīng)用分析報(bào)告人：1主要內(nèi)容光譜儀簡介傅里葉光譜儀的工作原理傅里葉光譜儀的應(yīng)用傅里葉光譜儀的特點(diǎn)傅里葉光譜儀的發(fā)展趨勢主要內(nèi)容光譜儀簡介2光譜儀第一代：棱鏡色散型光譜儀分辨率低，對溫度、濕度敏感，對環(huán)境要求苛刻。第二代：光柵色散型光譜儀采用先進(jìn)的光柵刻制和復(fù)制技術(shù)，提高了儀器的分辨率，拓寬了測量波段，降低了環(huán)境要求。具有寬的測量范圍、高測量精度、高分辨率以及快的測量速度。第三代：傅立葉變換光譜儀光譜儀第一代：棱鏡色散型光譜儀分辨率低，對溫度、濕度敏感，對3棱鏡光譜儀光柵光譜儀色散型光譜儀棱鏡光譜儀光柵光譜儀色散型光譜儀4

用邁克爾遜雙光束干涉儀記錄下干涉圖；再借助于傅里葉余弦變換獲得光源的輻射功率譜分布的方法，稱為傅里葉變換光譜學(xué)。相應(yīng)的儀器稱為傅里葉變換光譜儀。傅里葉變換光譜儀裝置圖傅里葉變換光譜儀用邁克爾遜雙光束干涉儀記錄下干涉圖；再借助于傅里葉余5傅里葉光譜儀的工作原理當(dāng)光源為單色光時(shí)探測器接收到的光強(qiáng)為:相位差：光程差：當(dāng)光源為復(fù)色光時(shí)，設(shè)其亮度為探測器接收到的光強(qiáng)為:傅里葉光譜儀的工作原理當(dāng)光源為單色光時(shí)探測器接收到的光強(qiáng)為:6可以看出探測器接收到的光強(qiáng)是光源的傅里葉積分。記錄下干涉圖并作傅里葉余弦變換就可得到任何波數(shù)處的光強(qiáng)?？梢钥闯鎏綔y器接收到的光強(qiáng)是光源的傅里葉積分。記錄下7a.被測光為單色光光源b.被測光為波數(shù)不同的兩種單色光a.被測光為單色光光源b.被測光為波數(shù)不同的兩種單色光8傅里葉光譜儀系統(tǒng)圖傅里葉光譜儀系統(tǒng)圖9傅里葉光譜儀的分類時(shí)間調(diào)制型空間調(diào)制型（三角共路型，雙折射型）傅里葉光譜儀的分類時(shí)間調(diào)制型空間調(diào)制型10關(guān)鍵技術(shù)及指標(biāo)1.光譜分辨率系統(tǒng)剛好能夠分辨的兩條譜線的波數(shù)差Δν,就是儀器的光譜分辨率上式表明，在傅里葉光譜儀中，其分辨率系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的最大光程差的倒數(shù)。數(shù)據(jù)處理流程圖2.切趾被測光的光譜圖是探測的光強(qiáng)的傅里葉變換關(guān)鍵技術(shù)及指標(biāo)1.光譜分辨率系統(tǒng)剛好能夠分辨的兩條譜11

理論上，傅里葉變換的積分限為無窮大。但實(shí)際儀器中光程差總是有限的。這就造成輸出光譜有較大的旁瓣起伏。b.單色光變換光譜a.單色光干涉圖解決方法切趾就是將主峰兩側(cè)的腳趾切除掉。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，就要用一個(gè)切趾函數(shù)截取干涉圖。理論上，傅里葉變換的積分限為無窮大。但實(shí)際儀器中光程12a.單色光干涉圖三角函數(shù)切趾示意圖b.切趾后光譜圖（sinc2函數(shù)）-LL常用窗函數(shù)：

Hamming窗Hanning窗Rife-Vincent窗Blackman窗……a.單色光干涉圖三角函數(shù)切趾示意圖b.切趾后光譜圖（si13傅里葉變換光譜儀在激光雷達(dá)中的應(yīng)用分析傅里葉變換光譜儀在激光雷達(dá)中的應(yīng)用分析14定鏡動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直拉曼光譜儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖定鏡動(dòng)態(tài)準(zhǔn)直拉曼光譜儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖15b.仿造雞血石的拉曼光譜a.天然雞血石的拉曼光譜b.仿造雞血石的拉曼光譜a.天然雞血石的拉曼光譜16海洛因的拉曼譜圖罌粟堿的拉曼譜圖奶粉的拉曼譜圖洗衣粉的拉曼譜圖海洛因的拉曼譜圖罌粟堿的拉曼譜圖奶粉的拉曼譜圖洗衣粉的拉曼譜17血液在He-Ne激光誘導(dǎo)下的熒光光譜血液在He-Ne激光誘導(dǎo)下的熒光光譜18傅里葉光譜儀的特點(diǎn)1.高分辨率，2.高信噪比，3.多通道，4.寬的光譜范圍。1.體積龐大，2.價(jià)格昂貴，3.機(jī)械精度高，4.需要掃描時(shí)間，實(shí)時(shí)性不好。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)傅里葉光譜儀的特點(diǎn)1.高分辨率，2.高信噪比，3.多通道，419發(fā)展趨勢----

微型化

為了克服傅里葉光譜儀體積大成本高的缺陷，很多人都致力于傅里葉光譜儀微小型化的研究。

微型光譜儀與普通的光譜儀相比具有很大的優(yōu)點(diǎn)，它除了具有微小型、低成本、易于實(shí)現(xiàn)模塊