傅里叶变换光谱仪及应用课件

,2011/4/9,#,傅里叶变换光谱仪及其在激光雷达中的应用分析,报 告 人：,*,小组成员：,*,主要内容,光谱仪简介,傅里叶光谱仪的工作原理,傅里叶光谱仪的应用,傅里叶光谱仪的特点,傅里叶光谱仪的发展趋势,光谱仪,第,一代：棱镜色散,型,光谱仪,分辨率低，对温度、湿度敏感，对环境要求苛刻。,第二代：光栅色散型光谱仪,采用先进的光栅刻制和复制技术，提高了仪器的分辨率，拓宽了测量波段，降低了环境要求。,具有宽的测量范围、高测量精度、高分辨率以及快的测量速度。,第三代：傅立叶变换光谱仪,棱镜光谱仪,光栅光谱仪,色散型光谱仪,用迈克尔逊双光束干涉仪记录下,干涉图,；再借助于,傅里叶余弦变换,获得光源的辐射,功率谱,分布的方法，称为,傅里叶变换光谱学,。相应的仪器称为傅里叶变换光谱仪。,傅里叶变换光谱仪,装置图,傅里叶变换光谱仪,傅里叶光谱仪的工作原理,当光源为单色光时探测器接收到的光强为,:,相位差：,光程差：,当光源为复色光时，设其亮度为,探测器接收到的光强为,:,可以看出探测器接收到的光强是光源的傅里叶积分,。,记录下干涉图,并作傅里叶余弦变换,就可得到任何波数处的光强。,a.,被测光为单色光光源,b.,被测光为波数不同的两种单色光,傅里叶光谱仪系统图,傅里叶光谱仪的分类,时间调制型,空间调制型,（三角共路型，双折射型）,关键技术及指标,1.,光谱分辨率,系统刚好能够分辨的两条谱线的波数差,就是仪器的光谱分辨率,上式表明，在傅里叶光谱仪中，其分辨率系统能够产生的最大光程差的倒数。,数据处理流程图,2.,切趾,被测光的光谱图是探测的光强的傅里叶变换,理论上，傅里叶变换的积分限为无穷大。但实际仪器中,光,程差总是有限的,。这就造成输出光谱,有较大的旁瓣起伏,。,b.,单色光变换光谱,a.,单色光,干涉图,解决方法,切趾就是将主峰两侧的脚趾切除掉。要实现这个目的，就要用一个切趾函数截取干涉图。,a.,单色光干涉图三角函数切趾示意图,b.,切趾,后光谱图（,sinc,2,函数）,-L,L,常用窗函数：,Hamming,窗,Hanning,窗,Rife-Vincent,窗,Blackman,窗,傅里叶变换光谱仪在激光雷达中的应用分析,定镜动态准直拉曼光谱仪系统结构示意图,b.,仿造鸡血石的拉曼光谱,a.,天然鸡血石的拉曼光谱,海洛因的拉曼谱图,罂粟碱的拉曼谱图,奶粉的拉曼谱图,洗衣粉的拉曼谱图,血液在,He-Ne,激光诱导下的荧光光谱,傅里叶光谱仪的特点,1.,高分辨率，,2.,高,信,噪比,，,3.,多通道，,4.,宽的光谱范围,。,1.,体积庞大，,2.,价格昂贵，,3.,机械精度高，,4.,需要扫描时间，实时性不好。,优点,缺点,发展趋势,-,微型化,为了克服傅里叶光谱仪体积大成本高的缺陷，很多人都致力于傅里叶光谱仪微小型化的研究。,微型光谱仪与普通的光谱仪相比具有很大的优点，它除了具有微小型、低成本、易于实现模块化，还具有耐用、紧凑、易于校准、抗震动、抗环境温度压力变化影响等。,Thank You,！,