第33卷，第3期 2013年3月
鲁学与光谱分析
光谱
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.3,pp850854
March,2013
空间调制傅里叶变换红外光谱仪于涉系统透射效率研究
日超2
吕金光1，2，梁静秋1.，梁中需"，秦余欣"，田
1.中国科学院长春光学精密机城与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033 2，中国科学院研究生院，北京100049
摘要光学系统表面的反射与材料的吸收会降低空间调制博里叶变换红外光谱仪中光的透过率。通过对干涉系统透过率函数的计算和对采样干涉图与复原光谱的仿真，结果显示透过率函数作用下的干涉图像对比度下降，复原光谱中的谱线强度发生衰减。分析表明，干涉图像对比度的下降主要是由分束器对人射光的有效反射引起的，而谱线强度的衰减则是由与增透膜的光强反射率R、分束膜的光强反射率R；和材料的吸收系数。有关的透射效率函数所决定。通过分析论证，对于本文所研究的光谱波段，可以不考患材料的吸收，所以透射效率主要由R；和R：决定。由此，将透射效率作为设计指标，根据系统的设计需求，款可以得到增透膜与分束膜光强反射率的容限值。
关键词傅里叶变换光谱仪；透射效率；光强反射率；吸收系数
中图分类号：O433.1
引言
文献标识码：A
DOI: 10.3964/j. issn.1000-0593(2013)03-0850-05
系统对红外辐射的吸收和反射会导致光能量的损失。本文通过对其干涉系统透射效率函数的计算，来分析该系统的透射特性，从而得到满足系统设计要求的增透膜与分束膜的光强
傅里叶变换红外光谱仪作为对物质的结构成分进行测量和分析的仪器，在化学分析、空气质量检测、生物医学诊断和科学实验等领域有着广泛的应用。傅里叶变换光谱仪与其他类型的光谱仪器相比，有许多独到的优点，如多额道、高通量、高精度、低杂光等，这使得它日益成为光诺分析领域不可或缺的技术手段(-}。目前普遍使用的傅里叶变换光谱仪大多为时间调制型，利用驱动系统推动平面镜对光程差空间进行扫描，利用激光信号作为采样控制信号，从而获得离的干涉光强信息，这种光谱仪结构由于其动镜驱动系统的存在，降低了光谱仪的稳定性，同时增加了仪器的尺寸和重量。而空间调制型的傅里叶变换光谱仪避免了运动部件和扫描机构所带来的技术困难，具有可靠性高、稳定性好、体积小、使用方便和易于实现等优点。同时，随着一些高新技术领域如空间探测、环境监测、安全监控、气象观测等对能进行实时探测和便携探测的微型静态傅里叶变换光谱仪的迫切需求，微小型静态傅里叶变换光谱仪逐步成为国内外研究的热点。基于此，本文研究了种基于阶梯微反射镜的空间调制型傅里叶变换红外光谱仪。由于其工作在红外波段，光学
收稿日期：2012-08-05，修订日期：2012-12-10
反射率值。
仪器工作原理 1
空间调制型傅里叶变换光谱仪的结构原理如图1所示。干涉系统基于Michelson干涉仪的基本结构，用两个阶梯反射镜阵列代替其中的平面反射镜和动镜驱动系统。两面阶梯反射镜阵列正交放置，则相干光束在横向空间被分割成若干个级次，每一个级次对应于一个特定的光程差，从而在空域中实现各个光程差处干涉级次的同时采样[35]，两面阶梯反射镜的级数均为m，为了避免光谱复原过程中的频谱混叠，阶梯反射镜M，的台阶高度d需遵循Nyquist-Shannon采样定理；同时，为了保证两面阶梯反射镜之间满足光程差互补原则，阶梯反射镜M;的台阶高度为md。由阶梯反射镜对光程差的调制作用，相干平面上(工，y)级次的采样光程差序列可以表示为
8(x, y) = 2(my r)d
(1)
基金项目：国家自然科学基金项目（61027010，60977062)，国家（863计划)项目（2009AA04Z315)），吉林省科技发展计划（201205025），长春作者简介：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
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