雙PEMs差頻調(diào)制型傅里葉-貝塞爾變換光譜測量技術(shù)研究.pdf

1、光譜測量在環(huán)境監(jiān)測、食品監(jiān)測、航空航天、生物醫(yī)學以及軍事等方面被廣泛應(yīng)用,其中基于彈光調(diào)制的傅里葉變換光譜技術(shù)具有調(diào)制頻率高、寬光譜、高靈敏度以及抗震等特點,因此在光譜測量方面具有很好的應(yīng)用前景。
　　本文在分析彈光調(diào)制光譜測量技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,以項目為例,針對現(xiàn)有彈光調(diào)制器(photoelastic-modulator,PEM)的調(diào)制頻率高(幾十kHz-幾百kHz上),大光程差及短波段的調(diào)制干涉信號頻率更高,探測器無法

2、有效探測采集。提出了一種基于雙PEMs差頻調(diào)制和傅里葉-貝塞爾(Fourier-Bessel)變換的光譜測量方法。該方法將雙PEM分別工作在數(shù)值略有差異的頻率上,以對光進行差頻調(diào)制,并產(chǎn)生載有被測光的低頻調(diào)制分量(比驅(qū)動頻率小2-3個數(shù)量級),通過對調(diào)制信號中的低頻成分進行傅里葉-貝塞爾變換可得到目標光譜。一方面,對雙PEMs差頻調(diào)制光譜測量技術(shù)的反演算法進行了研究,針對本文提出的雙PEMs差頻調(diào)制干涉信號的特點,分析了傅里葉-貝塞爾光

3、譜反演算法;另一方面,通過理論對大光程差彈光調(diào)制器進行了研究,提出大光程差PEM中彈光晶體和壓電晶體的兩種結(jié)構(gòu)。
　　最后,針對本文提出光譜反演方法及大光程差PEM進行了仿真和實驗驗證。復(fù)色光反演仿真結(jié)果顯示,反演復(fù)色光譜與模擬入射光譜很好吻合;通過632.8nm激光進行了實驗,將使用結(jié)果與仿真結(jié)果對比顯示:在不同的相位延遲下,實驗與理論仿真基本吻合;大光程差PEM實驗結(jié)果顯示,在彈光晶體尺寸相同及驅(qū)動電壓相同情況下,大光程差PE