第31卷，第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31, No. 10 pp2865-2869
October, 2011
基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪中
准直误差的分析
吕金光12，梁中1，付建国1.2，梁静秋1
1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春
手130033
2.中国科学院研究生院，北京
100049
摘要通过对基于多级微反射镜的空间调制傅里叶变换红外光谱仪准直误差的分析，模拟了准直误差的存在而导致的干涉图大光程差处对比度反转和光谱图边频噪声的产生。讨论了在不同的误差系数下复原光谱图的信噪比和分辨率，并且分析了干涉图大光程差处对比反转以及光谱图边频分量的产生原因。仿真结果表明，在误差系数。=0.15*·mm""时，光谱的信噪比会下降到6dB，同时光谱分辨率会退化到13.4
cm"1。本文的结论将应用于微型光谱仪系统的光学设计与装调。关键词傅里叶变换光谱仪；准直误差；对比反转；边频噪声
DOI; 10. 3964/j.issn.1000-0593(2011)10-2865-05
中国分类号：0433.1 引言
文献标识码：A
Step Mirrors
Beam Spliter
光谱仪作为对物质进行检测制析的科学仪器，在生产生
活与科研领域中发挥着越来越大的作用，有着日益广竭的应用前景。由于傅里叶变换光谱仪"具有高光通量、多频道、波数准确、杂散光低等优点，因而越来越受到人们的青。传统的傅里叶变换光谱仪体积大、重量沉、价格昂贵等缺点，阻碍了傅里叶变换光谱仪的普及和应用的进程，这样就迫切需要微小型、轻量化、可批量化生产的傅里叶变换光谱仪的出现。目前，国内外许多院校与研究所开展了微型傅里叶变换光谱仪的研究工作，其中调制方式多为时间调制(4-5)；但是时间调制的傅里叶变换光谱仪由于需要一套高精度的动镜驱动系统，这成为其研究与发展的主要瓶颈。本文在一种新型空间调制微型傅里叶变换光谱仪的原理模型的基础上对其准直误差进行了分析。
基于多级微反射镜的傅里叶变换光谱仪原 1
理
基于多级微反射镜的新型空间调制的微型傅里叶变换光谱仪原理如图1所示(36)。
Collimating-tens
Souree
Step Mirrors Imaging lens
Floor Detector
Fig. 1 The model of micro-Fourier transform
spectrometer based on step mirrors
利用两个具有不同阶梯常数的多级微反射镜代替传统迈克尔逊干涉仪的平面反射镜，并且两个多级微反射镜正交放置。两个多级微反射镜的级数均为N，周期分别为d和Nd。分束器上一点分出的两束光被两个微反射镜反射后再次相遇时，由于微反射镜的结构而产生光程差，从而携带一定的位相信息；面分束器上不同空间点分出的光因多级微反射镜的结构不同而产生不同的光程差，因而携带不同的位相信息。这样，在出射面上形成多个定域干涉光场。也就是说，光束在横向空间上被分成了N个区域，每一个区域对应着一个特定的光程差[3刀，根据阶梯镜摆放方式的不同，横向空间上可以有不同的光程差排布方式，图2是光程差排布方式的一种，
收稿日期：2010-11-26，修订日期：2011-03-30
基金项目：国家（863计划）项目(2009AA04Z315)和国家自然科学基金项目（60977062，61027010)资助
作者简介：昌金光，1984年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士研究生
*通讯联系人
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万方数据
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