作者单位
摘要
相位校正是傅里叶光谱仪的关键处理步骤, 校正精度受仪器特性和不受控环境因素等的影响, 如干涉仪温度变化、 机械振动等。 针对干扰因素引入的相位不确定性及由此带来的校正难题, 在对傅里叶光谱仪相位特性进行量化分析的基础上, 将测量光谱相位分解为干涉仪温度相关的仪器相位和零光程点采样误差相关的线性相位。 其中, 仪器相位主要由傅里叶光谱仪自身特性决定, 受到干涉仪温度波动影响, 干涉仪温度稳定时的仪器相位大致为常数; 零光程差点采样误差是线性相位的主要来源, 并且每次测量时的采样零光程差点位置都有所不同, 这会导致每个获取干涉数据的光谱相位不同。 假设干涉仪稳定在温度限内的仪器相位大致为常数, 就可将相位处理简化为对线性相位的校正, 而包含仪器相位的剩余相位则可在后续的辐射定标过程中予以剔除。 相位处理的具体流程如下, 获取反演光谱相位数据后, 考虑仪器相位的温度相关性, 首先采用最小二乘拟合方法提取线性相位项, 然后基于提取的线性相位对干涉数据进行对称化处理, 对称化处理后的干涉数据相位足够稳定, 允许通过光谱均值降低振动等物理效应的干扰, 最后在辐射定标过程中, 使用复数辐射定标流程, 并取定标结果实部作为目标场景的标定光谱辐射数据, 即可移除大部分仪器相位, 从而完成了相位校正。 实验验证环节, 首先采用最小拟合方法得到并移除测量光谱的线性相位项后, 分析了不同阶次拟合多项式对仪器相位提取精度的影响, 结果表明, 5次多项式即可满足需求, 此时的均方误差为0.13 rad, 更高阶次不会继续改善提取精度。 然后基于5次多项式, 获取了干涉仪温度为283, 290和300 K时的仪器相位。 测量光谱数据移除线性相位和仪器相位后, 残余相位误差为幅值在零点处分布的随机噪声, 结果表明仪器相位具有温度相关性, 与理论假设相符。 最后, 实验验证了相位处理方案的可行性, 结果表明校正相位残差优于±0.04 rad, 辐射不确定度优于0.8 K。
红外傅里叶光谱仪 相位处理 仪器相位 复数辐射定标 Infrared fourier transform spectrometer Phase processing Instrument phase Complex radiometric calibration 
光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3328
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650000
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
红外傅里叶光谱的等效噪声辐亮度(NESR)是反映其对红外目标信号的极限探测能力, 也是仪器的主要技术指标。受限于我国当前的技术条件, 尚无相关能力的测试定标系统和检定规范。通过借鉴当前国内外的红外辐射计量装置的标准传递思路, 提出了一种NESR高精度测试装置方案。给出了该装置的溯源链路, 描述了其整体和光路结构, 并设计了低温真空背景抑制模块。着重介绍了宽动态范围红外积分球辐射源设计、等效光路设计和真空低温环境模块等设计方案。提出的设计方案为NESR高精度测量提供基本的参考依据, 为我国傅里叶光谱的NESR的量值溯源提供支撑条件。
红外傅里叶光谱仪 等效噪声辐亮度 红外积分球 辐射定标 infrared Fourier spectrometer equivalent noise spectral radiance infrared integrating sphere radiation calibration 
应用光学
2019, 40(6): 1103
李振宇 1,2,3,*张磊 1,2,3杨敏珠 1,2,3韩昌佩 2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院大学,北京 100049
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
介绍了红外傅里叶光谱仪干涉图的获 取原理和过程。基于MATLAB软件,首次采用将数值积分技术结合 离散傅里叶变换的方法对干涉图特性进行了建模和计算,得到了不 同温度黑体辐射所对应的干涉图,并对其直流偏置、最 大值以及相对最小值等特征进行了分析。定量给出了相对最小值与直流偏 置之间的线性关系,并从试验数据上对其进行了验证。在国内首次 从干涉图特性的角度分析了大气垂直探测仪系统的背景噪 声。然后对通过在CTIA型读出电路中引入减法电路来提高动态范围的 方法进行了可行性分析。结果表明,该方法并不具有可行性。
红外傅里叶光谱仪 干涉图模型 直流偏置 背景噪声 Infrared Fourier Transform Spectrometer interferogram model direct component background noise 
红外
2017, 38(6): 13
作者单位
摘要
昆明物理研究所云南昆明 650223
在使用红外傅里叶光谱仪进行红外探测器相对光谱响应曲线测试过程中,遇到了标准探测器如何选择和扫描速度(频率)参数如何设置的问题。通过分析测试原理、测试方法和测试仪器的工作原理,找到了问题的实质和解决问题的方向。
红外探测器 光谱响应 红外傅里叶光谱仪 扫描速度 infrared detector spectral response infrared Fourier spectroscopy scanning speed 
红外技术
2013, 35(12): 813

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