第30卷，第6期 2010年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 30, No, 6, pp1678-1682
June，2010
反射转镜式于涉光谱仪光程差非线性修正方法比较
景娟娟1,2，周锦松3*，相里斌3，吕群波3，魏儒义12
1.中国科学院光谱成像技术重点实验室，中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安
710119
2.中国科学院研究生院，北京100049 3.中国科学院光电研究院，北京100190
摘要介绍了反射转镜式干涉光谱仪的原理。转镜的转动会导致光程差存在非线性间题，是转镜式干涉光谱仪普遍存在的问题。由于光程差的非线性会导致反演光谱的严重失真，因此需要对其进行修正处理，对非线性修正问题，月前常用的有光程差替换法、干涉图二次采样法和NUFFT法。实验结果证明，NUFFT 法和光程差替换法运算精度较高，相对偏差优于0.13%，NUFFT法精度又略高于光程差替换法；在运行效率上，NUFFT法运行速度最快，其次为光程差替换法，由于干涉图本身是一个剧变信号（特别是在零光程差附近），不适合进行多项式拟合，所以十涉图二次采样法运算精度最低，另外，由于干涉图二次采样法需要傲分段拟合运算，所以运行效率也最低，从而可以认为NUFFT方法是目前最适用于反射转镜式十涉光谱仪非线性采样误差修正的方法。
关键调光谐仪；反射转镜；光程差；非线性采样
中图分类号：TH744.1
引言
文献标识码：A
D0I:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)06-1678-05
多数系统都具有光程差和时间的非线性关系(5"，如果不对干涉数据的非线性进行分析与修正，将会对反演光谱产生很大的影响。
传统直线运动型时间调制干涉光谱仪主要是基于迈克尔逊十涉仪原理，依靠动镜的往复运动产生连续变化的光程差，在探测器上得到按照时间展开的目标干涉图，为克服直线动镜干涉光谱仪动镜高精度线驱动技术难题，Wad-sworth/23于20世纪90年代提出透射转镜式干涉光谱技术，从此，基于旋转镜的时间调制型干涉光谱技术成为一种新的研究方向。Griffithsf*提出反射转镜式干涉光谐技术，克服了传统直线动镜式干涉光谐技术和透射转镜式干涉光谱技术的诸多不足，具有结构简单、无需辅助光路、能量利用率和光谱谐分辨率高、测量速度快、稳定性和实时性好等优点，其主要解决思路是改变线运动的精密动镜为旋转反射镜，光程差的打描方式不依靠反射镜的直线移动完成，而是依靠旋转反射镜的转动完成，
在反射转镜式干涉光谱仪中，倾斜旋转反射镜是匀速膜
转的，探测器的采样一般也是等时间闻隔的，由于光程差的非线性使得最终获得的下涉数据中存在非线性采样的问题。在依靠转镜的旋转产生光程差的时间调制干涉光谱仪中，大
收稿日期：2009-05-10，修订日期：2009-08-20
本文详细介绍了可用于非线性修正的儿种常用方法，并对它们的优缺点进行了分析，指出了适宜进行反射转镜式干涉光谱仪非线性采样误差修正的方法是NUFFT。
反射转镜式涉光谱仪及光程差非线性
1
反射转镜式干涉光谱仪依靠倾斜反射镜的旋转使两束光产生变化的光程差，得到随时间变化的干涉谱，反演得到被操测目标的光谱信息，仪器原理如图1所示，文献4措述了其具体的工作过程。
探测器接收的干涉光强随反射转镜的转动而变化，探测器采集到的是按时间调制的干涉谱，其数学表达式为
I(r) -f" B(v)exp(i2mr)dz
(1)
式中I(r）是干涉强度随时间的分布，B(v）是入射光谱分布，>代表波数，复原光谱由干涉谱的逆傅里叶变换得到，其光谱分辨率由最大光程差决定。
基金项目：国家白热科学基金项目(40805013)和国家重点基础研究发展计划项目(2009CB724005)资助
作者简介：景期姐，女，1979年生，中国科学院西安光学精密机械研究所助理研究员
*通讯联系人
万方数据
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