[发明专利]一种傅里叶变换红外光谱测量装置

说明书

本发明公开了一种傅里叶变换红外光谱测量装置，包括宽带增透型分束器、第一抛物面反射镜、黑体辐射源、旋转扫描反射镜组、第一反射镜、第二反射镜、气体池、第二抛物面反射镜和红外探测器。本发明用旋转扫描式反射镜组产生测量臂中红外光束的相对时延。在干涉光谱数据采集过程中，仅需对测量臂转动角速度进行匀速控制，极大地简化了运动控制机制，并且易于实现高速匀速控制，提高光谱测量速度，旋转扫描的单向性间接实现了单向光谱采集效果，简化了干涉光谱数据的处理流程。

技术领域

本发明涉及红外光谱测量领域，尤其涉及一种傅里叶变换红外光谱测量装置。

背景技术

傅里叶变换红外光谱仪，是气态物质多组分精密光谱分析的重要仪器设备。其具有突出的宽光谱并行探测优势，并且兼具潜在的高分辨率、高探测灵敏度的特点，使之在工业现场分析、环保监测等领域发挥着无可替代的作用。

目前，傅里叶变换红外光谱仪主要采用单臂线性往复运动或双臂角向往复摆动式迈克尔逊干涉仪结构。为使干涉光谱数据采集满足傅里叶变换的等间隔采样要求，在这类干涉仪中除了设置氦氖激光参考干涉信号，还须对往复运动速度矢量或角速度矢量进行精密运算控制，包括加速、减速、掉头等。不仅控制机制复杂，而且限制光谱测量速度的提高。此外，由于电子信号处理单元的延时作用，往复运动过程中分别获得干涉光谱数据在时域内具有相反的相位延迟特性，不能直接相干叠加以提升信噪比。须要将其中某一运动方向采集的干涉光谱数据进行翻转操作，再做后续数据处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种傅里叶变换红外光谱测量装置，主要解决现有傅里叶变换红外光谱仪设备结构以及控制机制较复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种傅里叶变换红外光谱测量装置，包括宽带增透型分束器；所述分束器的左侧设置有第一抛物面反射镜，所述第一抛物面反射镜抛物面的上方设置有黑体辐射源；

所述分束器的右侧设置有用于产生红外辐射传播时延变化的旋转扫描反射镜组，所述旋转扫描反射镜组的右侧设置有竖直布置的第一反射镜；

所述分束器的上方设置有水平布置的第二反射镜；所述分束器的下方依次设置有气体池和第二抛物面反射镜，所述第二抛物面反射镜抛物面的左侧设置有红外探测器；

所述黑体辐射源发出的红外辐射经过所述第一抛物面反射镜后射入所述分束器，所述分束器的前表面将红外辐射分为反射光与透射光，所述反射光经所述第二反射镜再次反射至所述分束器，所述透射光经所述旋转扫描反射镜组、第一反射镜处理后再次反射至所述分束器的前表面，并与所述反射光再次重合，重后的干涉光依次经过所述气体池、第二抛物面反射镜，最后被所述红外探测器获取。

进一步的，所述旋转扫描反射镜组包括旋转的连杆，所述连杆上设置有两个互相平行的第三反射镜，所述连杆匀速旋转带动两面所述第三反射镜转动，产生红外辐射在测量臂中的传播时延的变化。

进一步的，所述第三反射镜与所述连杆的夹角为45°。

进一步的，所述分束器采用透型楔形分束器

进一步的，还包括可见光发生器、可见光波段探测器，所述可见光发生器产生的可见光束透射所述第一抛物面反射镜后水平射向所述分束器的前表面，最终，可见光束垂直透射所述第二抛物面反射镜后被所述可见光波段探测器获取。

进一步的，还包括用于俯仰、偏摆调整的第四反射镜，所述可见光发生器产生的可见光束通过第四反射镜的俯仰、偏摆调整后射向所述第一抛物面反射镜。

进一步的，所述可见光发生器采用氦氖激光器。

进一步的，所述红外探测器、可见光波段探测器与数据采集卡连接。

进一步的，所述可见光发生器输出的激光干涉信号与红外干涉光谱信号在同一采样时钟下并行采集。