傅里叶变换红外光谱仪干涉仪系统设计.pdf

第 卷，第 期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 ， ， ３２ ６ Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．６ １７１２１７１６ 　 　　　　　　　　　　　 ｐｐ 年 月 ， ２０１２ ６ Ｓｅｃｔｒｏｓｃｏ ａｎｄＳｅｃｔｒａｌＡｎａｌｓｉｓ Ｊｕｎｅ２０１２ 　　　　　　　　　　　 　 　 ｐ ｐｙ ｐ ｙ 傅里叶变换红外光谱仪干涉仪系统的设计 石 磊，刘 佳，郑信文，曾立波，吴琼水 　 　 武汉大学电子信息学院，湖北 武汉　４３００７９ 摘 要 设计了一种基于立体角镜与固定平面镜组合的干涉仪系统，以解决传统傅里叶变换红外光谱仪中 　 　 干涉仪系统由于动镜的倾斜与横移影响光谱质量的问题。系统包含一对立体角镜，两面相互垂直的固定平 面镜，以及分束器。通过对立体角镜的倾斜与横移、立体角镜垂直度误差以及两固定平面镜的倾斜与垂直度 误差对干涉信号初相位与调制度的影响进行分析，表明立体角镜的倾斜与横移、固定平面镜的垂直度误差 等因素不会影响干涉信号的初相位与调制度；通过对干涉仪进行实际测试表明，仪器具有结构简单紧凑、密 封性好、分辨率高以及抗震性强等优点。 关键词 干涉仪；傅里叶变换红外光谱仪；误差分析；调制度；相位误差 　 中图分类号： 文献标识码： ： ／ （ ） ＴＨ７４４．１ Ａ 犇犗犐１０．３９６４．ｉｓｓｎ．１００００５９３２０１２０６１７１２０５ 　　 　　　 ｊ 引 言 １ 干涉仪结构与工作原理 　 　 传统的傅里叶变换红外光谱仪 中，经典的迈克尔 干涉仪结构如图 中虚线框内所示，其光学系统主要由 ＦＴＩＲ １ 　　 　　 逊干涉仪使用极其广泛，它主要由定镜、动镜、分束器和动 固定的立体角镜、作为动镜的立体角镜、分束器、补偿板以 镜驱动机构等部分构成。动镜是唯一不断运动的部件，其运 及两面互相垂直的固定平面镜等部分构成。 动的精度直接决定了仪器的性能好坏。动镜在运动过程中， 镜面会产生倾斜，导致光束偏转，影响干涉图的调制度，还 ［，］ １ ２ 会带来相位误差，从而影响复原光谱质量 。 在基于动镜运动原理的傅里叶变换红外光谱仪中，为了 克服动镜倾斜对干涉图调制度的影响，一般主要采用以下几 种方式：（）使用空气轴承，仪器精度虽好，但造价很高，并 １ ［］ ［，］ ３ ４ ５ 使 光谱仪复杂化 ；（）使用动态校