Система регистрации и суммирования слабых сигналов в фурье-спектрометре


https://doi.org/10.7463/rdopt.0416.0847752

Полный текст:


Аннотация

Одной из проблем при решении задачи дистанционного контроля и анализа является регистрация и анализ слабых сигналов, интенсивность которых лежит на уровне шума. В связи с чем появляется необходимость накопления и правильного суммирования сигнала с целью вытягивания его на фоне шумового. В существующих схемах фурье-спектрометров, в которых используется канал «белого света», процесс регистрации интерферограммы в основном канале запускается при нулевой оптической разности хода (НРХ) канала «белого света» и, таким образом, происходит привязка к одной и той же абсолютной шкале оптической разности хода. При такой схеме построения НРХ канала «белого света» должна быть оптическими методами сдвинута относительно НРХ основного канала, так чтобы мы могли зарегистрировать двухстороннюю интерферограмму. Появление дополнительных оптических элементов может приводить к смещению НРХ в канале «белого света» относительно основного канала. Для решения данной задачи предлагается механизм использования канала «белого света», в котором положения НРХ обоих каналов совпадают. В этом случае НРХ «белого света» формирует метку на шкале оптической разности хода в интерферограмме основного канала. Далее, с использованием этой метки, происходит сдвиг и привязка регистрируемых интерферограмм к абсолютной шкале оптической разности хода, после чего они суммируются. Для реализации такого механизма суммирования был разработан формирователь метки «белого света», который позволяет осуществлять привязку максимума интерферограммы основного канала к положению максимума в интерферограмме канала «белого света». Такое построение системы привязки позволит уменьшить габариты всей системы и обеспечить большую стабильность к тепловым и вибрационным воздействиям.

Описанная в статье система формирования метки успешно реализована в макете динамического фурье-спектрометра непрерывного сканирования работающего в ближнем ИК диапазоне спектра, от 800 до 1100 нм. С использование предложенной системы были проведены экспериментальные исследования по регистрации и накоплению слабых сигналов КР света при возбуждении лазерным источником с длиной волны 785 нм. Дальнейшее сравнение восстановленных спектров КР света с эталонными спектрами подтвердило эффективность предложенной системы суммирования интерферограмм.


Об авторах

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


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


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


А. И. Хорохорин
Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, Мос
Россия


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


Список литературы

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

2. Вагин В.А. ИК Фурье-спектроскопия для научных исследований и прикладных применений: дис. …доктора 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. Балашов А.А., Вагин В.А., Хорохорин А.И., Крадецкий В.В., Морозов А.Н., Фуфурин И.Л., Шилов М.А. Фурье-спектрорадиометр ФСР-03 // Приборы и техника эксперимента. 2013. №3. С. 142–143. DOI: 10.7868/S0032816213020171

5. Морозов А.Н., Светличный С.И. Основы Фурье-спектрорадиометрии. 2-е изд. М.: Наука, 2014. 456 с.

6. Balashov A.A., Vagin V.A., Zhizhin G.N., Chelnokov A.I. Fast-scanning Fourier-spectroradiometer BFS-01 // 7th Int. conf. on Fourier transform spectroscopy, june 19-23 1989. Bellingham: Society of photo-optical instrumentation engineers, 1989. P. 395–396.

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

8. Vandenabeele P. Practical Raman spectroscopy: An introduction. Chichester: Wiley, 2013. 161 p.

9. Ferraro J.R., Nakamoto K., Brown C.W. Introductory Raman Spectroscopy. 2nd ed. Amst.; Boston: Academic Press, 2003. 434 p.

10. Mertz L. Correction of phase errors in interferograms // Applied Optics. 1963. Vol. 2. № 12. P. 1332–1332. DOI: 10.1364/AO.2.001332

11. Porter C.D., Tanner D.B. Correction of phase errors in Fourier spectroscopy // Intern. J. of Infrared and Millimeter Waves. 1983. Vol. 4. № 2. P. 273–298. DOI: 10.1007/BF01008607


Дополнительные файлы

Для цитирования: 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):1-13. https://doi.org/10.7463/rdopt.0416.0847752

For citation: Morozov A.N., Balashov A.A., Vagin V.A., Khorokhorin A.I., Golyak I.S. The Recording and Summing System of Weak Signals in the Fourier Spectrometer. Radio Engineering. 2016;(4):1-13. (In Russ.) https://doi.org/10.7463/rdopt.0416.0847752

Просмотров: 157

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


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


ISSN 2587-926X (Online)