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准直系统热光学效应对静态傅里叶变换红外光谱仪光谱复原的影响研究

陈成 梁静秋 梁中翥 吕金光 秦余欣 田超 王维彪

准直系统热光学效应对静态傅里叶变换红外光谱仪光谱复原的影响研究

陈成, 梁静秋, 梁中翥, 吕金光, 秦余欣, 田超, 王维彪
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  • 在以多级微反射镜为核心器件的静态傅里叶变换红外光谱仪中, 由于准直系统距离红外光源较近, 光源的热辐射会导致其局部温度升高, 从而引起材料折射率发生改变, 使得由准直系统出射的光束存在一定的发散角, 进而影响光谱仪系统复原光谱所能达到的分辨率水平. 本文研究了光谱仪系统正常工作状态下准直系统各区域的温度分布情况, 由此计算出了相应的离焦量. 通过计算准直光束发散角在光程差采样区域内的分布, 分析了由此引入的附加光程差对光谱复原的影响. 通过计算光谱结构误差随准直系统温度的变化, 得到了准直系统温度控制的合理范围. 最后, 对基于SiC光源的光谱仪进行了实验, 结果显示制冷光源复原光谱的光谱结构误差与非制冷光源的光谱结构误差相比有明显改善. 因此, 降低光源温度对减小准直系统热光学效应的影响是非常有效的. 本文的研究结果将为解决同类问题提供参考.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61027010,60977062,61376122)、吉林省科技发展计划(批准号:201205025,20130206010GX,20150204072GX)和长春市科技计划(批准号:2011131,2013261)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-23
  • 修回日期:  2015-02-04
  • 刊出日期:  2015-07-05

准直系统热光学效应对静态傅里叶变换红外光谱仪光谱复原的影响研究

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 应用光学国家重点实验室, 长春 130033;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61027010,60977062,61376122)、吉林省科技发展计划(批准号:201205025,20130206010GX,20150204072GX)和长春市科技计划(批准号:2011131,2013261)资助的课题.

摘要: 在以多级微反射镜为核心器件的静态傅里叶变换红外光谱仪中, 由于准直系统距离红外光源较近, 光源的热辐射会导致其局部温度升高, 从而引起材料折射率发生改变, 使得由准直系统出射的光束存在一定的发散角, 进而影响光谱仪系统复原光谱所能达到的分辨率水平. 本文研究了光谱仪系统正常工作状态下准直系统各区域的温度分布情况, 由此计算出了相应的离焦量. 通过计算准直光束发散角在光程差采样区域内的分布, 分析了由此引入的附加光程差对光谱复原的影响. 通过计算光谱结构误差随准直系统温度的变化, 得到了准直系统温度控制的合理范围. 最后, 对基于SiC光源的光谱仪进行了实验, 结果显示制冷光源复原光谱的光谱结构误差与非制冷光源的光谱结构误差相比有明显改善. 因此, 降低光源温度对减小准直系统热光学效应的影响是非常有效的. 本文的研究结果将为解决同类问题提供参考.

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