傅里叶变换光谱仪及应用.pptxVIP

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Δν,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。 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。 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！