專利名稱：一種掃描式高精度傅立葉變換光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種掃描式高精度傅立葉變換光譜儀，屬于計算機測量與光電子技 術(shù)領(lǐng)域，可用來測量多模激光器的輸出模式、對每一個模式的中心頻率進(jìn)行精密測量，也用 于測量物體發(fā)光或反光的光譜分布、并對典型的特征譜線頻率(波長)計算出精確值，在光 譜研究和物質(zhì)成分分析領(lǐng)域有著重要的作用。
背景技術(shù)：
在激光技術(shù)和光譜分析應(yīng)用領(lǐng)域，激光器縱模、各模式準(zhǔn)確的中心頻率值對技術(shù) 人員和工程師是很重要的參數(shù)。尤其是在物質(zhì)探測領(lǐng)域，對物體發(fā)光或受激反光光譜的精 密測量是分析物體成分、辨別微量元素的關(guān)鍵技術(shù)。在光譜測量與光譜分析研究領(lǐng)域，一般采用光柵光譜，光柵光譜分辨率較低。傅立 葉變換光譜儀采用計算機，光譜分辨率較高。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有光譜儀的上述缺點，提供了一種掃描式高精度 傅立葉變換光譜儀，使用該光譜儀測量被測光頻率，消除了電機速度對測量精度的影響，同 時，還提高了測量精度，并能將測量范圍擴大到紅外與可見光范圍。本實用新型的技術(shù)方案如下本實用新型中的測量光譜的方法是通過掃描儀來實 現(xiàn)，所述掃描儀包括邁克爾遜干涉光路部分和電路部分，所述電路部分包括第一放大器、第 二放大器、比較器、倍頻器、處理器和與處理器相連接的顯示裝置，其中第一放大器、比較 器、倍頻器、處理器依次連接，第二放大器的輸出端通過轉(zhuǎn)向開關(guān)與處理器直接相連，第一 放大器的輸出端也通過該轉(zhuǎn)向開關(guān)與處理器直接相連；使用上述光譜儀測量被測光的頻率，其步驟如下1)將被測光和參考光輸入邁克爾遜干涉光路，經(jīng)過邁克爾遜干涉光路干涉后的參 考光和被測光分別被第一光電接收器5第二光電接收器8接收，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳 輸給電路部分進(jìn)行處理；2)第一光電接收器輸出的電信號依次通過第一放大器、比較器、倍頻器后輸入給 處理器AD采樣觸發(fā)端，第二光電接收器8輸出的電信號通過第二放大器后直接輸入給處理 器的AD采樣信號輸入端；3)調(diào)整轉(zhuǎn)換開關(guān)，使第一放大器的輸出端直接與處理器相連接，處理器采集參考 光的NUM個點的電壓信號，NUM必須大于等于22°，并將采集后的信號進(jìn)行處理得到參考光的 頻譜，將該頻譜送至顯示裝置顯示，從顯示的頻譜中讀取參考光的峰值所對應(yīng)的點的位置NNr (Nr表示參考光的N，N的說明見后文)，根據(jù)公式Λ = ^―Λ計算出參考光的頻率，其NUM中fs是參考光的采樣頻率；4)調(diào)整轉(zhuǎn)換開關(guān)，使第二放大器直接與處理器相連接，被測光的電信號經(jīng)過第二放大器放大后被處理器采集，參考光信號依次經(jīng)過第一放大器、比較器、倍頻器后輸入給處 理器的AD采樣觸發(fā)端，作為處理器采集被測光信號的觸發(fā)信號，處理器采集被測光的NUM 個點的電壓信號，其采樣頻率fs和采樣個數(shù)NUM與參考光的采樣頻率和采樣個數(shù)相同，處 理器將采集到的被測光信號進(jìn)行處理得到被測考光的頻譜，并送至顯示裝置顯示；5)從顯示的被測光頻譜讀取被測光的峰值所對應(yīng)的點的位置Nu(Nu表示被測光的N, N的說明見后文)，根據(jù)公式
權(quán)利要求1. 一種掃描式高精度傅立葉變換光譜儀，其特征在于，該方法通過掃描儀來實現(xiàn)，所述 掃描儀包括邁克爾遜干涉光路部分和電路部分，所述電路部分包括第一放大器、第二放大 器、比較器、倍頻器、處理器和與處理器相連接的顯示裝置，其中第一放大器、比較器、倍頻 器、處理器依次連接，第二放大器的輸出端通過轉(zhuǎn)向開關(guān)與處理器直接相連，第一放大器的 輸出端也通過該轉(zhuǎn)向開關(guān)與處理器直接相連。
專利摘要本實用新型是一種掃描式高精度傅立葉變換光譜儀，屬于計算機測量與光電子技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型由嵌入式單片計算機、鎖相倍頻電路和液晶顯示器組成。參考光的干涉信號經(jīng)過放大倍頻后，變成頻率更高的脈沖信號去觸發(fā)嵌入式計算機對被測光干涉信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行傅立葉變換得到信號譜圖在LCD上顯示。再與參考光信號的頻譜進(jìn)行對比，可以計算出每一條被測光譜線的中心頻率的準(zhǔn)確值，并在LCD上顯示。根據(jù)參考光干涉信號來觸發(fā)被測光干涉信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以完全抵消電機速度不穩(wěn)定帶來信號采集時基誤差，使得光譜中心頻率計算精確。通過嵌入式計算機完成信號采集、傅立葉變換、圖形數(shù)字顯示，使得光譜儀電子系統(tǒng)體積小、成本低、精度高。
文檔編號G01J3/45GK201837459SQ201020607990
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者寧可慶, 康華, 彭月祥, 徐鵬, 李強, 王麗 申請人:北京工業(yè)大學(xué)