RU2239801C2 - Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges - Google Patents
Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239801C2 RU2239801C2 RU2002135097/28A RU2002135097A RU2239801C2 RU 2239801 C2 RU2239801 C2 RU 2239801C2 RU 2002135097/28 A RU2002135097/28 A RU 2002135097/28A RU 2002135097 A RU2002135097 A RU 2002135097A RU 2239801 C2 RU2239801 C2 RU 2239801C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fourier
- mirror
- michelson interferometer
- visible
- infrared
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 14
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 18
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000087 laser glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для построения спектрометров для анализа спектрального состава оптических излучений с верхней границей, соответствующей ультрафиолетовому (УФ) спектральному диапазону.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used to build spectrometers for the analysis of the spectral composition of optical radiation with an upper limit corresponding to the ultraviolet (UV) spectral range.
Основой известных Фурье-спектрометров является интерферометр Майкельсона, в котором одно из зеркал способно перемещаться, в результате чего создается оптическая разность хода между интерферирующими волнами. Очевидно, что при измерении интерферограммы предъявляются серьезные требования к точности перемещения подвижного зеркала.The basis of known Fourier spectrometers is the Michelson interferometer, in which one of the mirrors is able to move, resulting in an optical path difference between the interfering waves. Obviously, when measuring an interferogram, serious requirements are imposed on the accuracy of movement of the moving mirror.
Известен способ изменения (модуляции) оптической разности хода в интерферометре Майкельсона для Фурье-спектроскопии, заключающийся в изменении положения подвижного зеркала путем его линейного перемещения с постоянной скоростью [1].There is a method of changing (modulating) the optical path difference in a Michelson interferometer for Fourier spectroscopy, which consists in changing the position of a moving mirror by moving it linearly at a constant speed [1].
Известен Фурье-спектрометр, в котором используется этот способ. Он содержит источник света, интерферометр Майкельсона с модулятором оптической разности хода, фотоприемник и устройство управления и обработки [1]. В этом Фурье-спектрометре используется линейное перемещение подвижного зеркала с постоянной скоростью. В этом случае интенсивность каждой спектральной составляющей оптического спектра модулируется с частотой, пропорциональной волновому числу и скорости перемещения зеркала, и оптический спектр может быть получен в результате Фурье-преобразования электрического сигнала от фотоприемника. Для получения неискаженной интерферограммы необходима высокая стабилизация скорости перемещения зеркала, а также отсутствие искажений при изменении направления движения зеркала, что является достаточно сложным в техническом исполнении при создании Фурье спектрометров для видимого и УФ-диапазонов.Known Fourier spectrometer in which this method is used. It contains a light source, a Michelson interferometer with an optical path difference modulator, a photodetector and a control and processing device [1]. This Fourier spectrometer uses linear motion of a moving mirror at a constant speed. In this case, the intensity of each spectral component of the optical spectrum is modulated with a frequency proportional to the wave number and speed of the mirror, and the optical spectrum can be obtained as a result of the Fourier transform of the electrical signal from the photodetector. To obtain an undistorted interferogram, high stabilization of the speed of the mirror’s movement, as well as the absence of distortions when changing the direction of the mirror’s movement, which is quite difficult in technical design when creating Fourier spectrometers for the visible and UV ranges, are required.
Задачей заявляемого изобретения является создание такого способа модуляции оптической разности хода в интерферометре Майкельсона для Фурье-спектроскопии и такого Фурье-спектрометра, основанного на этом способе, чтобы обеспечить точное перемещение подвижного зеркала для получения высококачественной информации об исследуемом излучении и реализации широкого спектрального диапазона, включающего УФ-область.The objective of the invention is the creation of such a method of modulating the optical path difference in a Michelson interferometer for Fourier spectroscopy and such a Fourier spectrometer based on this method, to ensure accurate movement of the moving mirror to obtain high-quality information about the investigated radiation and the implementation of a wide spectral range, including UV -region.
Поставленная задача достигается тем, что в способе модуляции оптической разности хода в интерферометре Майкельсона для Фурье-спектроскопии, заключающемся в изменении положения подвижного зеркала, изменение положения зеркала осуществляют по гармоническому (синусоидальному) закону.The problem is achieved by the fact that in the method of modulating the optical path difference in the Michelson interferometer for Fourier spectroscopy, which consists in changing the position of a moving mirror, changing the position of the mirror is carried out according to a harmonic (sinusoidal) law.
В Фурье-спектрометре для инфракрасного, видимого и УФ спектральных диапазонов, содержащем источник света, интерферометр Майкельсона с модулятором оптической разности хода, фотоприемник и устройство управления и обработки, модулятор оптической разности хода выполнен с возможностью обеспечения гармонического закона перемещения подвижного зеркала. Например, в качестве модулятора оптической разности хода использована электродинамическая головка громкоговорителя, на диффузоре которой закреплено подвижное зеркало.In the Fourier spectrometer for the infrared, visible and UV spectral ranges containing a light source, a Michelson interferometer with an optical path difference modulator, a photodetector and a control and processing device, an optical path difference modulator is configured to provide a harmonious law of movement of the movable mirror. For example, an electrodynamic loudspeaker head, on the diffuser of which a movable mirror is mounted, is used as a modulator of the optical path difference.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства Фурье-спектрометра; на фиг.2 - иллюстрация к методу математической обработки (линеаризации) интерферограммы (сплошной линией показана синусоидальная зависимость оптической задержки от времени (половина периода)).The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a Fourier spectrometer device; figure 2 is an illustration of the method of mathematical processing (linearization) of the interferogram (a solid line shows the sinusoidal dependence of the optical delay on time (half period)).
Фурье-спектрометр (фиг.1) содержит источник света 1, коллимирующую линзу 2, диафрагму входящего пучка 3, фиксируемое зеркало 4, подвижное зеркало 5 на диффузоре динамической головки 6, полупрозрачное зеркало 7, компенсатор дисперсии 8, диафрагму выходящего пучка 9, делитель пучка для эталонного канала 10, фотоприемник эталонного канала 11, фокусирующую линзу для фотоприемника эталонного канала 12, отделение эталонного образца 13, отделение для измеряемого образца 14, фокусирующую линзу для фотоприемника исследуемого излучения 15, фотоприемник исследуемого излучения 16, систему управления и обработки данных 17 на основе компьютера или контроллера.The Fourier spectrometer (Fig. 1) contains a light source 1, a collimating lens 2, an aperture of the incoming beam 3, a fixed mirror 4, a movable mirror 5 on the diffuser of the dynamic head 6, a translucent mirror 7, a dispersion compensator 8, an aperture of the outgoing beam 9, a beam splitter for the reference channel 10, the photodetector of the reference channel 11, the focusing lens for the photodetector of the reference channel 12, the separation of the reference sample 13, the compartment for the measured sample 14, the focusing lens for the photodetector of the studied radiation 15, the photodetector was studied radiation 16, a control and data processing system 17 based on a computer or controller.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В случае плоской монохроматической волны, падающей на полупрозрачный светоделитель 7, получаем две компоненты поля в соответствующих плечах интерферометра:The proposed device operates as follows. In the case of a plane monochromatic wave incident on a translucent beam splitter 7, we obtain two field components in the corresponding arms of the interferometer:
где е0 - амплитуда поля в падающей волне, Т, R - коэффициенты пропускания и отражения светоделителя соответственно, ω - частота излучения.where e 0 is the field amplitude in the incident wave, T, R are the transmittance and reflection coefficients of the beam splitter, respectively, ω is the radiation frequency.
Пусть длина пути до фотоприемника для волны Е2, распространяющейся в плече интерферометра с фиксированной длиной, равна х, а разность хода двух волн, обусловленная разностью длин плеч интерферометра, равна δх. В этом случае суммарное поле в фокальной плоскости, где расположен фотоприемник, определяется как:Let the path length to the photodetector for the wave E 2 propagating in the arm of the interferometer with a fixed length be equal to x, and the difference in the course of the two waves, due to the difference in the lengths of the arms of the interferometer, is equal to δх. In this case, the total field in the focal plane where the photodetector is located is defined as:
где k - волновой вектор.where k is the wave vector.
В случае, когда R=T=1/2In the case when R = T = 1/2
Сигнал, регистрируемый фотоприемником, пропорционален интенсивности излучения:The signal detected by the photodetector is proportional to the radiation intensity:
где Е* - величина, комплексно сопряженная с Е.where E * is the value complex conjugate with E.
Таким образом, измеряя зависимость интенсивности I от разности хода δх, из соотношения (5) легко получить значение частоты (волнового числа) излучения, связанной известным соотношением с волновым векторомThus, by measuring the dependence of the intensity I on the path difference δх, from the relation (5) it is easy to obtain the value of the frequency (wave number) of the radiation associated with the known relation with the wave vector
Если излучение характеризуется множеством спектральных частот, то интенсивность, регистрируемая фотоприемником, выражается соответствующей суперпозицией членов типа (5) для каждой из частот. Для протяженного спектра интерферограмма имеет максимум для δх=0, когда все спектральные компоненты синфазны. Результирующая зависимость интенсивности от разности хода имеет сложный характер, и восстановление спектральных компонент требует математической обработки.If the radiation is characterized by many spectral frequencies, then the intensity recorded by the photodetector is expressed by the corresponding superposition of terms of type (5) for each of the frequencies. For an extended spectrum, the interferogram has a maximum for δx = 0, when all spectral components are in phase. The resulting dependence of the intensity on the path difference is complex, and the restoration of the spectral components requires mathematical processing.
Очевидно, что даже в случае плоской монохроматической волны при измерении интерферограммы предъявляются серьезные требования к точности перемещения подвижного зеркала. В худшем случае, точность позиционирования подвижного зеркала должна составлять проценты от измеряемой длины волны, что для УФ-диапазона соответствует единицам нанометров. Спектральное разрешение прибора δν~1/L определяется максимальной разностью хода L подвижного зеркала. Поэтому соответствующая точность перемещения зеркала и углового позиционирования подвижного зеркала должна быть обеспечена на всей длине, соответствующей максимальной разности хода. Из сказанного очевидны технические проблемы, возникающие при создании Фурье-спектрометров для видимого и УФ-диапазонов.Obviously, even in the case of a plane monochromatic wave, when measuring an interferogram, serious requirements are imposed on the accuracy of movement of the moving mirror. In the worst case, the positioning accuracy of the moving mirror should be percent of the measured wavelength, which for the UV range corresponds to units of nanometers. The spectral resolution of the device δν ~ 1 / L is determined by the maximum path difference L of the moving mirror. Therefore, the corresponding accuracy of the mirror movement and the angular positioning of the movable mirror must be ensured over the entire length corresponding to the maximum stroke difference. From the foregoing, the technical problems that arise when creating Fourier spectrometers for the visible and UV ranges are obvious.
В современных Фурье-спектрометрах широко используется перемещение подвижного зеркала с постоянной скоростью. В этом случае каждая составляющая оптического спектра модулируется с частотой, пропорциональной волновому числу и скорости перемещения зеркала, и оптический спектр может быть получен в результате Фурье-преобразования электрического сигнала от фотоприемника. Несмотря на широкое применение данного метода он все же является достаточно сложным в техническом исполнении. Во-первых, необходима высокая стабилизация скорости перемещения зеркала, что требует использования референтного лазерного канала и системы стабилизации скорости. Во-вторых, изменение направления движения зеркала в условиях стабилизации скорости сопровождается значительными ускорениями, что вносит дополнительные искажения в интерферограмму, компенсация которых также требует сложных технических решений.In modern Fourier spectrometers, moving a moving mirror at a constant speed is widely used. In this case, each component of the optical spectrum is modulated with a frequency proportional to the wave number and the velocity of the mirror, and the optical spectrum can be obtained as a result of the Fourier transform of the electrical signal from the photodetector. Despite the widespread use of this method, it is still quite complicated in technical performance. First, a high stabilization of the speed of movement of the mirror is required, which requires the use of a reference laser channel and a speed stabilization system. Secondly, a change in the direction of motion of the mirror under conditions of speed stabilization is accompanied by significant accelerations, which introduces additional distortions into the interferogram, the compensation of which also requires complex technical solutions.
В связи со сложностью реализации метода сканирования с постоянной скоростью здесь предлагается иной метод быстрой модуляции - по синусоидальному (гармоническому) закону, например, с использованием динамической головки громкоговорителя 6 (фиг.1). Специальные типы современных громкоговорителей способны обеспечить очень низкий коэффициент нелинейных искажений при воспроизведении одночастотного сигнала. Это означает, что при подаче на головку громкоговорителя 6 синусоидального напряжения движение диффузора, а следовательно, и закрепленного на нем зеркала 5 (фиг.1) с высокой точностью определяется гармоническим законом. Высокая точность следования зеркала гармоническому закону позволяет отказаться от референтного лазерного канала и сложной системы стабилизации скорости. Более того, испытания прибора доказали, что точность движения зеркала достаточна, чтобы достигнуть верхней границы, соответствующей УФ спектральному диапазону.Due to the complexity of implementing the scanning method at a constant speed, a different method of fast modulation is proposed here - according to a sinusoidal (harmonic) law, for example, using the dynamic head of the loudspeaker 6 (figure 1). Special types of modern loudspeakers are capable of providing a very low coefficient of non-linear distortion when reproducing a single-frequency signal. This means that when a sinusoidal voltage is applied to the head of the loudspeaker 6, the movement of the diffuser, and therefore the mirror 5 mounted on it (Fig. 1), is determined with high accuracy by harmonic law. The high accuracy of the mirror following the harmonic law allows us to abandon the reference laser channel and a complex speed stabilization system. Moreover, tests of the device proved that the accuracy of the mirror movement is sufficient to reach the upper limit corresponding to the UV spectral range.
Модуляция оптической разности хода по синусоидальному закону меняет математику восстановления оптического спектра. Оптический спектр в этом случае не является Фурье-преобразованием интерферограммы, регистрируемой фотоприемником, что является одним из принципиальных особенностей заявляемого метода. Действительно, при колебаниях подвижного зеркала 5 по синусоидальному закону с частотой Ω оптическая разность хода записывается как:Modulation of the optical path difference according to a sinusoidal law changes the mathematics of the restoration of the optical spectrum. The optical spectrum in this case is not a Fourier transform of the interferogram recorded by the photodetector, which is one of the fundamental features of the proposed method. Indeed, when the movable mirror 5 oscillates according to a sinusoidal law with a frequency Ω, the optical path difference is written as:
где А - амплитуда колебаний зеркала или максимальная разность хода (A~1/δν), φ0 - фазовый сдвиг по отношению к напряжению на модуляторе вида:where A is the amplitude of the mirror oscillations or the maximum stroke difference (A ~ 1 / δν), φ 0 is the phase shift with respect to the voltage on the modulator of the form:
В соответствии с (5) для монохроматической волны интерферограмма определяется модулированной интенсивностью:In accordance with (5) for a monochromatic wave, the interferogram is determined by the modulated intensity:
Очевидно, что преобразование Фурье от (9) дает протяженный спектр, а не линию, соответствующую монохроматической волне с волновым числом k/2π. Это обстоятельство вносит проблему в восстановление оптического спектра. Предлагаемое решение проблемы состоит в преобразовании (линеаризации) исходного массива данных интерферограммы (фиг.2). Если обеспечить условие нулевой фазовой задержки в момент максимальной скорости зеркала, то в момент времениObviously, the Fourier transform of (9) gives an extended spectrum, and not a line corresponding to a monochromatic wave with a wave number k / 2π. This circumstance introduces a problem in the restoration of the optical spectrum. The proposed solution to the problem is to convert (linearize) the original array of interferogram data (figure 2). If we ensure the condition of zero phase delay at the time of maximum mirror speed, then at time
положение зеркала соответствует оптической разности хода δхk. Если бы зеркало двигалось с постоянной скоростью ΩА0, то соответствующая разность хода имела бы место в момент времени ti, определяемый как:the mirror position corresponds to the optical travel difference δх k . If the mirror moved with a constant speed ΩА 0 , then the corresponding travel difference would take place at time t i , defined as:
Таким образом, если сделать соответствующие перестановки в измеренном массиве данных интерферограммы так, что значение, измеренное в момент времени tk, встанет на место, соответствующее моменту ti, гдеThus, if we make the appropriate permutations in the measured data array of the interferogram so that the value measured at time t k will fall into place corresponding to the moment t i , where
то в результате получится новый, "лианеризованный" массив, Фурье-преобразование от которого уже соответствует оптическому спектру.then the result is a new, “lanerized” array, the Fourier transform of which already corresponds to the optical spectrum.
Линеаризация возможна, если обеспечить условие нулевой оптической задержки в момент максимальной скорости зеркала. Другими словами, зеркало должно колебаться относительно точки, соответствующей нулевой разнице оптического хода. Это достигается соответствующей юстировкой прибора. Конструкция заявляемого прибора допускает два типа юстировки. Первый тип заключается в том, что с помощью микрометрической подачи фиксируемое зеркало 4 (фиг.1) устанавливается в положение, когда максимумы интерферограмм, соответствующих прямому и обратному ходу зеркал, разделены интервалом времени, равным половине периода модулирующего напряжения. Второй способ юстировки заключается в том, что приведение колебаний относительно точки, соответствующей нулевой разности хода, может осуществляться подачей небольшого постоянного напряжения на динамическую головку 6 (фиг.1). Второй способ может использоваться при необходимости автоматической юстировки прибора.Linearization is possible if the condition of zero optical delay at the time of maximum mirror speed is ensured. In other words, the mirror should oscillate relative to the point corresponding to the zero difference of the optical path. This is achieved by proper adjustment of the device. The design of the inventive device allows two types of alignment. The first type is that using a micrometric feed, the fixed mirror 4 (Fig. 1) is set to the position where the maxima of the interferograms corresponding to the forward and reverse motion of the mirrors are separated by a time interval equal to half the period of the modulating voltage. The second method of adjustment is that the reduction of the oscillations relative to the point corresponding to the zero stroke difference can be carried out by applying a small constant voltage to the dynamic head 6 (figure 1). The second method can be used if automatic adjustment of the device is necessary.
Калибровку прибора достаточно выполнять на одной длине волны, при этом калибровка на остальном участке спектра гарантируется самим принципом, так как модуляция оптической задержки происходит на фиксированной с высокой точностью частоте. Для автоматической калибровки используется эталонный образец 13, имеющий известные, достаточно узкие и стабильные полосы поглощения (фиг.1).It is enough to calibrate the device at one wavelength, while calibration on the rest of the spectrum is guaranteed by the principle itself, since the optical delay modulation occurs at a frequency fixed with high accuracy. For automatic calibration, a reference sample 13 is used, which has known, rather narrow and stable absorption bands (Fig. 1).
Фиксируемое зеркало 4 (фиг.1) может быть заменено вторым модулятором с подвижным зеркалом. В этом случае максимальное спектральное разрешение прибора удваивается.The fixed mirror 4 (FIG. 1) can be replaced by a second modulator with a movable mirror. In this case, the maximum spectral resolution of the device doubles.
Принцип работы прибора допускает очень простую реализацию системы управления и обработки 17. Так, в реализованном варианте прибора в качестве системы управления и обработки используется стандартный персональный компьютер со звуковой картой и специальным программным обеспечением. При этом все функции, относящиеся к модуляции оптической задержки, регистрации интерферограммы и вычисления оптического спектра, выполнены исключительно программным путем без дополнительной аппаратной составляющей, что существенно упрощает изготовление прибора и уменьшает его стоимость. Работоспособность прибора иллюстрируется измеренным Фурье-спектром поглощения для стандартного стеклянного фильтра ПС-7 (фиг.3). Измеренный спектр является характеристическим для неодимовых стекол [2], используемых в лазерной технике. Несмотря на то, что спектр получен с использованием лампы накаливания, дающей чрезвычайно мало излучения в УФ-области, и кремниевого фотодиода, не чувствительного к излучению с длинами волн более 1100 нм, полученный Фурье-спектр доказывает возможность проведения высококачественных измерений в широком спектральном диапазоне от 350 нм до 1000 нм, что соответствует длинам волн инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областей спектра. Использование соответствующих источников света и фотоприемников позволяет еще больше расширить охватываемый спектральный диапазон как в сторону более коротких длин волн, соответствующих УФ-диапазону, так и в сторону более длинных волн ИК-диапазона.The principle of operation of the device allows a very simple implementation of the control and processing system 17. Thus, in the implemented version of the device, a standard personal computer with a sound card and special software is used as a control and processing system. Moreover, all functions related to the modulation of the optical delay, registration of the interferogram, and calculation of the optical spectrum are performed exclusively by software without any additional hardware component, which greatly simplifies the manufacture of the device and reduces its cost. The performance of the device is illustrated by the measured Fourier absorption spectrum for a standard glass filter PS-7 (figure 3). The measured spectrum is characteristic for neodymium glasses [2] used in laser technology. Despite the fact that the spectrum was obtained using an incandescent lamp that produces extremely little radiation in the UV region and a silicon photodiode that is not sensitive to radiation with wavelengths greater than 1100 nm, the obtained Fourier spectrum proves the possibility of high-quality measurements in a wide spectral range from 350 nm to 1000 nm, which corresponds to the wavelengths of the infrared, visible and ultraviolet regions of the spectrum. The use of appropriate light sources and photodetectors allows you to further expand the covered spectral range both towards shorter wavelengths corresponding to the UV range, and towards longer wavelengths in the infrared range.
Заявляемые метод модуляции и реализованные на его основе Фурье-спектрометры обеспечивают следующие преимущества по сравнению с известными методами, используемыми в промышленно выпускаемых приборах:The inventive modulation method and implemented on its basis Fourier spectrometers provide the following advantages compared with known methods used in industrially produced devices:
- широкий спектральный диапазон регистрации спектра, включающий ИК-, видимый и УФ-области и ограничиваемый лишь типом используемого фотоприемника и областью пропускания применяемых оптических элементов;- a wide spectral range of spectrum recording, including the IR, visible and UV regions and limited only by the type of photodetector used and the transmission region of the used optical elements;
- высокая светосила по сравнению с приборами на основе дифракционных решеток или других дисперсионных элементов;- high aperture ratio in comparison with devices based on diffraction gratings or other dispersion elements;
- малое время регистрации спектра (менее 50 милисекунд);- short spectrum recording time (less than 50 milliseconds);
- возможность реализации простых и компактных приборов при достаточно высокой разрешающей силе (более 2000), используя мультимедийные возможности стандартных персональных компьютеров.- the ability to implement simple and compact devices with a sufficiently high resolution (more than 2000), using the multimedia capabilities of standard personal computers.
Источники информацииSources of information
1. В.А. Вагин, М.А. Гершун, Г.Н. Жижин, К.И. Тарасов. Светосильные спектральные приборы. М.: Наука, 1988, с.146-156 (прототип).1. V.A. Vagin, M.A. Gershun, G.N. Zhizhin, K.I. Tarasov. Fast spectral instruments. M .: Nauka, 1988, p.146-156 (prototype).
2. Л.И. Авакянц, И.М. Бужинский, Е.И. Корягина, В.Ф. Суркова Характеристики лазерных стекол (справочный обзор). Квантовая электроника, 1978, 5 (4), с.725-752.2. L.I. Avakyants, I.M. Buzhinsky, E.I. Koryagin, V.F. Surkova Characteristics of laser glasses (reference review). Quantum Electronics, 1978, 5 (4), pp. 725-752.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135097/28A RU2239801C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135097/28A RU2239801C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002135097A RU2002135097A (en) | 2004-06-27 |
| RU2239801C2 true RU2239801C2 (en) | 2004-11-10 |
Family
ID=34310223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002135097/28A RU2239801C2 (en) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239801C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015163794A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | ГЕЙВАНДОВ, Артур Рубенович | Michelson interferometer with oscillating mirrors and fourier spectrometer based thereon |
| WO2015199582A3 (en) * | 2014-06-27 | 2016-03-24 | Ооо "Фурье Фотоникс" | Improved accuracy interferometer with active damping of parasitic vibrations |
| RU2606455C2 (en) * | 2012-10-05 | 2017-01-10 | Нэшнл Юниверсити Корпорейшн Кагава Юниверсити | Spectroscopic measuring device |
| RU2642482C1 (en) * | 2014-03-17 | 2018-01-25 | Файберхоум Телекоммьюникейшн Текнолоджиз Ко., Лтд. | Method for adjusting automatic adaptive dispersion compensation |
-
2002
- 2002-12-26 RU RU2002135097/28A patent/RU2239801C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606455C2 (en) * | 2012-10-05 | 2017-01-10 | Нэшнл Юниверсити Корпорейшн Кагава Юниверсити | Spectroscopic measuring device |
| RU2642482C1 (en) * | 2014-03-17 | 2018-01-25 | Файберхоум Телекоммьюникейшн Текнолоджиз Ко., Лтд. | Method for adjusting automatic adaptive dispersion compensation |
| WO2015163794A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | ГЕЙВАНДОВ, Артур Рубенович | Michelson interferometer with oscillating mirrors and fourier spectrometer based thereon |
| RU2580211C2 (en) * | 2014-04-21 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фурье фотоникс" | Michelson interferometer with oscillating mirrors and fourier spectrometer based thereon |
| WO2015199582A3 (en) * | 2014-06-27 | 2016-03-24 | Ооо "Фурье Фотоникс" | Improved accuracy interferometer with active damping of parasitic vibrations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Connes et al. | Near-infrared planetary spectra by Fourier spectroscopy. I. Instruments and results | |
| US6687007B1 (en) | Common path interferometer for spectral image generation | |
| CA2576978C (en) | Optical sensor using low-coherence interferometry | |
| Oriana et al. | Scanning Fourier transform spectrometer in the visible range based on birefringent wedges | |
| JP6325551B2 (en) | Fourier transform microspectrometer based on spatially shifted interference waveform bursts | |
| De Oliveira et al. | A Fourier transform spectrometer without a beam splitter for the vacuum ultraviolet range: From the optical design to the first UV spectrum | |
| US20050185179A1 (en) | Fourier transform spectrometer apparatus using multi-element mems | |
| US20160003868A1 (en) | Method and Apparatus for Infrared Scattering Scanning Near-field Optical Microscopy | |
| JP2004535552A (en) | Optical delay line | |
| CN108539573A (en) | A kind of time domain data compression device and method of ultrashort laser pulse | |
| Köhler et al. | Broadband static Fourier transform mid-infrared spectrometer | |
| Prunet et al. | Exact calculation of the optical path difference and description of a new birefringent interferometer | |
| RU2239801C2 (en) | Method for modulating optical travel difference in michelson interferometer for fourier spectrometry and fourier spectrometer for infrared, visible, and ultraviolet spectral ranges | |
| CN215339483U (en) | Gas molecule absorption signal enhancement system | |
| JPH0460538B2 (en) | ||
| CN1892193A (en) | Method and apparatus for measuring laser wave-length using heterodyne in interference method | |
| Wadsworth et al. | Very fast imaging FT spectrometer for online process monitoring and control | |
| Suzuki et al. | Compact FTIR engine made through MOEMS technology | |
| RU2580211C2 (en) | Michelson interferometer with oscillating mirrors and fourier spectrometer based thereon | |
| Stelzle et al. | An all-fibre-optic Fourier transform spectrometer | |
| JPS63241305A (en) | Fringe scanning method | |
| Snell et al. | Multiplex Fabry–Perot interferometer: II. Laboratory prototype | |
| CA2302994A1 (en) | Static fourier transform spectrometer with enhanced resolving power | |
| JPS60500733A (en) | Dynamic mirror alignment control device | |
| US7633630B2 (en) | Image amplifying, servo-loop controlled, point diffraction interometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071227 |