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傅里叶变换光谱技术是分析物质原子和分子的发射光谱和吸收光谱的有效手段,它在化学各学科中以及国民经济众多领域中(如石油、煤炭、医药、环境、空间科学、司法鉴定等)广泛应用。Michelson干涉仪是傅里叶变换光谱仪(FTS)的核心部件,其动镜移动控制的精度和各个镜面光学加工工艺的要求都很高,限制了国内FTS的研究开发及产业的发展,目前国内尚无具有完全自主知识产权的FTS。FTS的研制及相关基础性问题的研究,具有重要意义和现实的迫切性。本文以光纤Michelson干涉仪(FMI)为核心的傅里叶变换光谱检测技术与装置(FFTS),在国内研究并构建了FFTS系统。分析了FFTS研究现状和发展趋势,细论述了FMI干涉光谱测量原理,研究基于FMI构成的FFTS及其结构、性能,以及采用光纤所带来的新的技术问题。主要创新工作包括:
⑴深刻分析了偏振、色散、温度、应变、PZT非线性、光纤两臂的平衡、采样、光谱复原算法等因素对FMI用于干涉光谱测量的影响和所造成的误差,并分别给出了解决方法。
⑵对FMI干涉光谱测量的多项关键技术进行了研究。
⑶应用所构建的FFTS装置,对He-Ne激光、半导体激光、ASE光源、LED光源、白光光源的输出光谱进行了干涉光谱测量的实验研究,并与传统光栅光谱仪的测量结果进行了比较,以验证FMI用于光谱测量的可行性。