激光光谱测量方法研究信号与信息处理专业毕业论文

Fourier变换型Fourier变换型激光光谱测量[24]采用分光和双光束干涉原理,对入射激光进行分光后产生两分束光,然后通过内部结构使两分束光产生光程差,进而使得两分束光满足相干条件,并在光电探测器表面产生干涉,最后对产生的干涉条纹进行Fourier变换后得到入射激光光谱信息。人们在对Fourier变换光谱的研究过程中,诞生了形态各异的Fourier变换光谱仪。可大致将Fourier变换光谱仪可分为两大类:一类是动态型干涉光谱仪;另外一类是静态型干涉光谱仪,无论是那种类型,究其根本原理模型都是来自Michelson型干涉光谱仪(属于动态型干涉光谱仪),其他形态各异的Fourier变换光谱5仪原理及相干理论与Michelson型干涉光谱仪完全一致。Michelson型干涉光谱仪[25]结构示意如图1.1所示。图1.1Michelson型干涉光谱仪原理示意图其中,入射激光经前置光学系统准直后,成为平行激光入射Michelson干涉光谱仪,经过分束器BS的反射与透射,将入射光分成反射光与透射光,两束光又分别通过静镜M1和动镜M2反射后再次在分束面相遇,且二者满足相干条件,通过聚焦透镜汇聚后在光电探测器表面形成干涉条纹,并由探测器将采集到得干涉图信息传输给数据处理系统处理,最终得到待测激光的光谱信息。Michelson型干涉光谱仪原理简单,但抗干扰能力差,对内部运动部件的工艺要求较高。在实际应用中,Michelson型激光干涉光谱仪主要由一块分束棱镜及两个相互垂直的球面反射镜、面阵探测器组成,当入射光辐射中存在激光,则会在光电探测器表面形成同心圆状的干涉圆环。利用面阵光电探测器对干涉圆环进行采集,由数据处理模块对圆环状干涉图进行处理,再根据条纹间距计算出激光波长等信息。如果是非相干的背景光则不能形成干涉环[26]。其原理结构如图1.2(a)所示,干涉圆环如图1.2(b)所示。6