Фурье-спектрометр видимого и ближнего ИК диапазона


https://doi.org/10.24108/rdeng.0617.0000124

Полный текст:


Аннотация

В работе описывается неразьюстируемый динамический фурье-спектрометр, разработанный в НТЦ УП РАН, для регистрации спектров излучения видимого и ближнего ИК диапазона с высоким спектральным разрешением.

Для обеспечения надежности работы спектрометра при долговременных измерениях в конструкции интерферометра основного канала в качестве зеркал используются уголковые отражатели. Они позволяют обеспечить секундную точность отклонения между падающим и отраженным лучами.

В Фурье-спектрометре реализована система референтного канала, которая позволяет при том же перемещении подвижного зеркала основного канала увеличить измеряемую разность хода в два раз и производить уже измерения разности хода с шагом λ/4, что в дальнейшем приводит к увеличению сигнал/шум в измеряемом канале в 21/2 и расширению спектрального диапазона работы. Это осуществляется за счет использования в интерферометре референтного канала дополнительной системы из отражателей.

С использованием разработанного спектрометра были проведены экспериментальные исследования по возможности регистрации интерферограмм и восстановлению спектров излучения от тестового источника. В качестве тестового источника использовался неоновый источник, спектр излучения которого представляет собой набор узких линий, лежащих в видимой и ближней ИК области. Зарегистрированная интерферограмма неонового источника и восстановленный из нее спектр излучения позволял оценить качество работы спектрометра. Полученная интерферограмма имеет симметричный вид, что позволяет сделать заключение об отсутствии смещения нулевой разности ходя для длин волн видимого и ближнего ИК диапазона. Спектральное разрешение для спектра неоновой лампы равняется 2 см-1 и соответствует установленному при регистрации.

Реализация канала белого света, совмещенного с основным каналом, в дальнейшем позволит проводить накопление интерферограмм и правильное суммирование при регистрации слабого сигнала.

На базе описанного макета Фурье-спектрометра может быть разработан рамановский спектрометр, который позволял бы регистрировать и проводить анализ слабого сигнала.


Об авторах

А. А. Балашов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


В. А. Вагин
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва
Россия


И. С. Голяк
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


А. Н. Морозов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Москва
Россия


И. Н. Нестерук
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


А. И. Хорохорин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Белл Р.Дж. Введение в Фурье-спектроскопию: пер с англ. М.: Мир, 1975. 380 с. [Bell R.J. Introductory Fourier transform spectroscopy. N.Y.: Academic Press, 1972. 382 p.].

2. Вагин В.А. ИК Фурье-спектрометры для научных исследований и прикладных применений: дис. … докт. техн. наук. М., 2009. 239 с.

3. Балашов А.А., Вагин В.А., Висковатых А.В., Жижин Г.Н., Пустовойт В.И., Хорохорин А.И. Аналитический Фурье-спектрометр АФ-1 широкого применения // Приборы и техника эксперимента. 2003. Т. 46. № 2. С. 87-89.

4. Egorova L.V., Anufriev A.S. An imaging dynamic shearing Fourier spectrometer // J. of Optical Technology. 2013. Vol. 80. No. 11. Pp. 703-705. DOI: 10.1364/JOT.80.000703

5. Meindl P., Monte C., Wähmer M. Adaptation of a Fourier transform spectrometer as a reference instrument for solar UV irradiance measurements // AIP conf. proc. 2013. Vol. 1531. Iss. 1. Pp. 829-832. DOI: 10.1063/1.4804898

6. Винтайкин И.Б., Васильев Н.С., Голяк И.С., Голяк И.С., Морозов А.Н., Есаков А.А., Светличный С.И., Табалин С.Е., Фуфурин И.Л. Рамановский спектрометр на основе статического интерферометра Майкельсона // Изв. РАН. Энергетика. 2016. № 6. С. 144-152.

7. Васильев Н.С., Винтайкин И.Б., Голяк И.С., Голяк И.С., Кочиков И.В., Фуфурин И.Л. Восстановление и анализ спектров комбинационного рассеяния света, получаемых со статического Фурье-спектрометра // Компьютерная оптика. 2017. Т. 41. № 5. С. 626-635. DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-626-635

8. Морозов А.Н., Светличный С.И. Основы Фурье-спектрорадиометрии. 2-е изд. М.: Наука, 2014. 455 с.

9. Griffiths P.R., De Haseth J.A. Fourier transform infrared spectrometry. 2nd ed. Hoboken: Wiley-Interscience, 2007. 529 p.

10. Balashov A.A., Vaguine V.A., Zhizhin G.N., Chelnokov A.I. Fast-scanning Fourier-spectroradiometer BPS-01 // Proc. of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 1989. Vol. 1145. Pp. 395-396. DOI: 10.1117/12.969518

11. Балашов А.А., Вагин В.А., Голяк Ил. С., Морозов А.Н., Хорохорин А.И. Многоканальный динамический ИК-Фурье-спектрометр // Журнал прикладной спектроскопии. 2017. Т. 84. № 4. С. 643-647.

12. Jianping Li, Chan R.K.Y. Toward a UV–visible–near-infrared hyperspectral imaging platform for fast multiplex reflection spectroscopy // Optics Letters. 2010. Vol. 35. No. 20. Pp. 3330-3332. DOI: 10.1364/OL.35.003330

13. Морозов А.Н., Балашов А.А., Вагин В.А., Хорохорин А.И., Голяк И.С. Система регистрации и суммирования слабых сигналов в Фурье-спектрометре // Радиостроение. 2016. № 4. С. 1-13. DOI: 10.7463/rdopt.0416.0847752

14. Морозов А.Н., Балашов А.А., Вагин В.А., Хорохорин А.И., Голяк И.С. Особенности работы с многоканальным ИК Фурье-спектрометром // Радиостроение. 2016. № 6. С. 75-81. DOI: 10.7463/rdopt.0616.0851915

15. Dzsaber S., Negyedi M., Bernath B., Gyure B., Feher T., Kramberger C., Pichler T., Simon F. A Fourier transform Raman spectrometer with visible laser excitation // J. of Raman Spectroscopy. 2015. Vol. 46. No. 3. Pp. 327-332. DOI: 10.1002/jrs.4641

16. Oxley J., Smith J., Brady J., Dubnikova F., Kosloff R., Zeiri L., Zeiri Y. Raman and infrared fingerprint spectroscopy of peroxide-based explosives // Applied Spectroscopy. 2008. Vol. 62. No. 8. Pp. 906-915.

17. McCreery R.L. Raman spectroscopy for chemical analysis. N.Y.: Wiley, 2005. 420 p. DOI: 10.1002/0471721646


Дополнительные файлы

Для цитирования: Балашов А.А., Вагин В.А., Голяк И.С., Морозов А.Н., Нестерук И.Н., Хорохорин А.И. Фурье-спектрометр видимого и ближнего ИК диапазона. Радиостроение. 2017;(6):27-38. https://doi.org/10.24108/rdeng.0617.0000124

For citation: Balashov A.A., Vaguine V.A., Golyak I.S., Morozov A.N., Nesteruk I.N., Khorokhorin A.I. Fourier Spectrometer of Visible and Near Infrared Range. Radio Engineering. 2017;(6):27-38. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/rdeng.0617.0000124

Просмотров: 172

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)