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第22楼2006/09/10
动镜准确度。干涉仪的独特设计和DSP的先进控制算法使得尼高利研究级福利叶变换红外光谱仪几乎能够完全避免环境噪声和震动。如图1.6所示,将仪器置于普通的实验桌上,依据激光器信号的峰-峰噪声计算后得出动镜的位置准确度为±0.2nm。峰-峰值噪声是验证所有步进扫描数据在高信噪比(SNR)状态下采集的重要参数。
如图1.6所示,氦-氖激光经过麦克尔逊干涉仪后产生的干涉图的强度V(x)可以根据动镜位移x(nm)来表示:
此处A=18.92/2v,σ=1/633nm-1。峰-峰动镜偏差δx可以通过在任意的零光程位置(假设第一点也就是4πσx=π/2或x=1/(8σ)的总的激光信号波动(噪声)δV(v)计算得到,也就是使用下面推导的公式:
因而,
或δx=±0.33/2=±0.2nm
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第27楼2006/09/20
上面公式中被积分的函数可以展开并根据贝塞尔函数Jn(2πσε) (此处n=0,1,2,3……)和sin(2mπfΦMt)(此处m=1,2,3……)来表示。当DSP控制板或相位灵敏型放大器处于解调检测器接收到的基本的ΦM频率信号时,仅有Jn(2πσε)项是重要的,因此解调的ΦM干涉图可以表示为如下公式:
因此,ΦM干涉图(在没有相位错误的情况下)是以零光程差位置(ZPD)为中心的反对称曲线,也是振幅调制干涉图的导数。另外,被积函数是贝塞尔函数的第一级展开项J1(2πσε),因此解调后的ΦM干涉图和单光束图形取决于ΦM的振幅、频率和光源的能量。
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第28楼2006/09/20
Vecta-Piezo步进扫描干涉仪的独特设计拓宽了ΦM频率和振幅的变化范围,从而使得仪器能够适应近红外和中红外分析。因此较之那些依靠振动较重的动镜组件来改变ΦM的干涉仪而言,此种设计能够提供更好的稳定性和适应性,因为控制相对较轻的定镜组件对于DSP而言显然更加容易。图1.7所示的是以数字示波图形式记录的Vectra-Piezo干涉仪ΦM频率在400Hz振幅从0.5到3.5λHe-Ne的典型的激光信号。近乎完美的激光重复曲线显示出定镜位置和ΦM振幅有着优良的稳定性和重复性。独立控制ΦM频率和振幅的功能可以容许用户优化实验中感兴趣的光谱区域。调制效率是以红外波数和调制频率为变量的函数。当保持ΦM振幅不变,波数依赖的曲线轮廓(通常作为相位调制特性曲线的参考)则完全取决于贝塞尔公式一级展开项的绝对值。振幅为0.5,1.5,2.5和3.5λHe-Ne的理论上的相位调制特性曲线如图1.8所示。