提高傅里叶变换光谱仪分辨率的一种方法

从傅里叶变换光谱的基本原理出发,得出傅里叶变换光谱仪内部的双光束干涉的光程差是影响其分辨率的最主要因素.介绍了几种通过改变仪器的结构设计,来增加双光束干涉的光程差,从而提高仪器分辨率的方法.在分析聚焦型干涉仪和折返式干涉仪的结构基础上,设计了多面多次反射干涉仪,在相同制作误差和运动误差情况下,此干涉仪的分辨率比前者提高了约一个数量级.给出了扩展光源情况下仪器的分辨极限.     

一类新型时间调制傅里叶变换成像光谱技术干涉仪方案

时间调制傅里叶变换成像光谱技术可以获得极高的光谱分辨率,这是现有其他类型光谱技术所不能匹敌的,但是它的高光谱分辨率是建立在需要很长的动镜运动导轨的基础之上的。本文针对此问题提出了一类新型干涉仪方案,不仅可减小或消除动镜倾斜及横移对成像干涉图的影响,而且可增大光程差,使得光程差为动镜实际运动位移的数倍,获得极大的最大光程差,从而获得极高的光谱分辨率。     

加窗加权插值离散傅里叶变换在波长扫描干涉仪中的应用

针对现有的波长扫描干涉仪在采样范围内信号周期数较少时含有比较严重的信号频谱泄漏,导致较大的恢复误差的问题,提出一种基于加窗加权插值离散傅里叶变换(DFT)的频率估计的光程差恢复算法,该算法在信号采样长度为2～3个周期时仍能很好地抑制频谱泄漏．仿真结果显示：当周期数较少时,该算法恢复精度相比于现有的傅里叶变换相位斜率法有很大提高．对平面镜及单刻线标准样板的测量实验显示：加窗加权插值离散傅里叶变换算法达到约10 nm的恢复精度,进一步验证了该算法在波长扫描干涉仪的光程差恢复中有很好的应用价值．     

基于LED的透射型傅里叶变换光谱仪的研究

采用发光二极管(LED)作为光源,借助时间分辨精度为亚飞秒的迈克耳逊干涉仪对Nd2O3硝酸溶液的吸收干涉图进行测量,并通过傅里叶变化得到其吸收谱,从而证实了用LED作为透射型傅里叶变换光谱仪光源的可行性.     

迈克尔逊干涉仪的摆臂扫描控制

摆臂式迈克尔逊干涉仪可在相对较小空间内实现长光程差扫描,并具有对振动影响灵敏度低等优点,适用于完成空间光谱探测。为实现高信噪比、高光谱分辨率的光谱探测性能,干涉仪需对干涉光程完成精密等速扫描,并要求对扫描轴系上的力学扰动具有良好的鲁棒性能。首先描述了星载摆臂式迈克尔逊干涉仪的数学模型。在此基础上,针对挠性轴系存在的固有谐振频率,研究通过微分反馈有效调整被控对象的谐振特性。确定了系统阻尼比与反馈环节参数的关系,并提出了基于ISE的控制器参数优化方法。仿真试验表明,所提出的控制方法可实现高精度的干涉光程扫描,并对空间振动具有较好的抑制能力,可有效应用于空间迈克尔逊干涉仪控制中。     

迈克尔孙干涉仪中的光程差释疑

本文对迈克尔孙干涉仪等倾干涉时的两条光路进行了深刻的剖析,在光线以任意角度入射的情况下,用光路镜像法和直接计算法得到了两光路的光程差公式。     

迈克尔孙干涉仪中的光程差释疑

本文对迈克尔孙干涉仪等倾干涉时的两条光路进行了深刻的剖析,在光线以任意角度入射盼隋况下,用光路镜像法和直接计算法得到了两光路的光程差公式。     

空气折射率测量实验的改进

普通的迈克尔逊干涉仪测量空气折射率遇到的主要问题是由于光程差太大,使得干涉条纹很密无法计数。该文介绍的用测微目镜将干涉条纹放大,再进行测量的方法很好地解决了这个问题。     

一种多光束干涉仪

如所周知,Lummer-Gehrcke干涉板是分辨率很高的干涉仪之一,其分辨率之所以高,是由于(a)参予干涉的光束间的光程差比较大,产生的光谱是干涉级很高的光谱,(b)利用接近全反射的情况,使参予干涉的光束数可以很多。不难想象,如果保留这两个主要特点而改变其结构,就可以得到一种与之类似但较易于制造的干涉仪。     

容器内液体折射率的低相干光干涉测量法

提出了一种测量容器内液体折射率的低相干光干涉方法。实验采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪,将装有待测液体的容器放入测量臂光路中,当来自容器前后壁的反射光的光程分别与来自参考臂的反射光的光程相等时,会出现干涉现象。利用单个光电探测器得到此干涉交变信号,经计算可求出容器前后壁之间的光程差,进而得到待测液体的折射率。实验结果表明,光学延迟套件上反射镜的平移精度可控制在5μm之内,移动步长为1μm,折射率的测量精度可达10-4量级。此法可用于生物医学检验、食品检验等领域内液体浓度或折射率的实时非接触监测。     

基于转镜的迈克尔逊干涉仪

针对迈克尔逊干涉仪在光学检测中的广泛应用,而经典迈克尔逊干涉仪又难以满足测试稳定性需求,设计并研制了一种基于转镜的迈克尔逊干涉仪,它通过固定两臂的平面反射镜实现其稳定性与可靠性,光程差的扫描通过转动中间的转镜来实现。用该干涉仪对1064 nm单频光源进行干涉实验,采集到了较理想的干涉数据,验证了其可行性。     

全光纤VISAR系统中色散问题的研究

全光纤VISAR进入干涉仪能产生干涉的两光束光程差近似为零，是全光纤VISAR测速的前提条件．对此，研究了低输入光功率时，单模光纤的色散对全光纤VISAR光程差的影响，对高速运动情况的测量进行了分析．     

基于FFT的傅里叶光谱Matlab仿真分析

采用迈克尔逊干涉装置测定了钠光灯和汞灯的干涉图,利用傅里叶光谱中存在的干涉图和光谱图的变换关系,通过快速傅里叶变换（FFT）的方法分析了钠光灯和汞灯的辐射光谱.Matlab仿真分析结果表明,采用傅里叶变换光谱可以清晰地展现辐射源的辐射光谱.     

用剪切干涉仪定焦

由于剪切干涉仪结构简单、使用方便,用它来确定象的位置是很合适的。剪切干涉图中出现的条纹数或者条纹的方向与离焦之间存在着线性关系。当离焦量为零时,干涉图上或者无条纹,或者条纹有确定的方向。文中提出了计算定焦误差的方法,分析了定焦误差与双频光栅的频率差(或剪切量)及系统的F数之间的关系。给出了实验结果和应用的例子。     

波动光学条纹公式及其条纹级次的讨论

文中就如何正确书写波动光学的条纹公式进行了讨论。从光的干涉和衍射条纹与光程差之间的关系出发,分析了杨氏双缝、薄膜干涉和单缝衍射相关公式中正、负符号的问题,条纹级次的取值范围及其对应的物理意义,并介绍了求解光栅衍射条纹数目的一般方法。     

白光干涉零光程差位置四步测量法及其精度分析

为研究现代干涉技术的应用，提出一种测量绝对长度和位移大小的白光干涉中零光程差位置测量方法。在测量中以双光束干涉条纹间距的四分之一大小为采样间隔，以四步测量法作为数据处理方法确定干涉条纹的局部调制度，采用重心法确定干涉条纹调制度的最大值位置，并以此作为零光程差位置，对光电测量系统中的机械精度与光电测量精度对测量结果的影响进行了定量计算，使用本方法，在1％的光强测量精度下可达到10nm的位置定位精度。     

用于大尺寸测量的无长导轨激光光纤干涉仪

介绍了一种用于大尺寸，无长导轨干涉测量系统．该系统由两种干涉仪构成．半导体激光光纤干涉仪用于定位，Ｈｅ－Ｎｅ激光干涉仪用于测量光程差．文中还就提高定位精度，采用脉冲电流调制方法调制半导激光器作了介绍．实验中，采用１００ｍｍ导轨，测量距离为８００ｍｍ，测量误差为±２μｍ．     

迈克尔逊干涉仪测角度改变量

讨论了迈克尔逊干涉仪补偿板的作用和补偿板角度改变量的测量方法。补偿板的转动会引起光程差的变化，产生干涉条纹数目的变化。通过测量条纹的改变数目，算出补偿板的角度改变量。文中所述方法新颖，精确度较高。     

利用微小位移与线膨胀量的关系测量物体线膨胀系数

本论文基于迈克尔逊干涉仪,介绍了一种新的测量物体线膨胀系数的方法.通过在迈克尔逊干涉原光路中添加平行平面镜组,使入射光和反射光在反射镜组中多次反射,实现光程差放大.将平面镜组中的一面平面镜固定在被测物体的伸缩端,物体受热后产生的线膨胀量带动平面镜移动.通过观察干涉条纹的变化,可以得到物体的线膨胀量,从而实现物体线膨胀系数的测量.设计了实验光路图,并进行了实验验证.通过与理论值进行对比,证明该方法可行.     

Talbot干涉仪反射镜转角误差对光纤光栅写入的影响

为了高效地制作光纤光栅，分析了Talbot干涉仪，基于电磁理论，考虑准分子激光器空间相干性和时间相干性的影响，同时将反射镜转角作为模型的关键参数，建立了一个Talbot干涉仪干涉场计算模型，该模型能给出Talbot干涉仪干涉场的真实强度分布情况．又利用该模型讨论了Talbot干涉仪两反射镜转角误差对光纤光栅写入的影响。计算结果表明，两反射镜转角误差对Talbot干涉仪的远场干涉的对比度影响很大。因此，在制作光纤光栅时，应尽量保证Talbot干涉仪反射镜转角的准确性。