[发明专利]一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法

摘要

本发明是一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法，属于计算机测量与光电子技术领域。本发明由嵌入式单片计算机、锁相倍频电路和液晶显示器组成。参考光的干涉信号经过放大倍频后，变成频率更高的脉冲信号去触发嵌入式计算机对被测光干涉信号的模数转换，然后进行傅立叶变换得到信号谱图在LCD上显示。再与参考光信号的频谱进行对比，可以计算出每一条被测光谱线的中心频率的准确值，并在LCD上显示。根据参考光干涉信号来触发被测光干涉信号的模数转换，可以完全抵消电机速度不稳定带来信号采集时基误差，使得光谱中心频率计算精确。通过嵌入式计算机完成信号采集、傅立叶变换、图形数字显示，使得光谱仪电子系统体积小、成本低、精度高。

主权项

1.一种扫描式高精度傅立叶变换测量光谱的方法，其特征在于，该方法通过扫描仪来实现，所述扫描仪包括迈克尔逊干涉光路部分和电路部分，所述电路部分包括第一放大器、第二放大器、比较器、倍频器、处理器和与处理器相连接的显示装置，其中：第一放大器、比较器、倍频器、处理器依次连接，第二放大器的输出端通过转向开关与处理器直接相连，第一放大器的输出端也通过该转向开关与处理器直接相连；使用上述光谱仪测量被测光的频率，其步骤如下：1)将被测光和参考光输入迈克尔逊干涉光路，经过迈克尔逊干涉光路干涉后的参考光和被测光分别被第一光电接收器(5)第二光电接收器(8)接收，并将其转换成数字信号传输给电路部分进行处理；2)第一光电接收器输出的电信号依次通过第一放大器、比较器、倍频器后输入给处理器AD采样触发端，第二光电接收器(8)输出的电信号通过第二放大器后直接输入给处理器的AD采样信号输入端；3)调整转换开关，使第一放大器的输出端直接与处理器相连接，处理器采集参考光的NUM个点的电压信号，其中NUM大于等于2²⁰，并将采集后的信号进行处理得到参考光的频谱，将该频谱送至显示装置显示，从显示的频谱中读取参考光的峰值所对应的点的位置N_r，根据公式计算出参考光的频率，其中：f_s是参考光的采样频率；4)调整转换开关，使第二放大器直接与处理器相连接，被测光的电信号经过第二放大器放大后被处理器采集，参考光信号依次经过第一放大器、比较器、倍频器后输入给处理器的AD采样触发端，作为处理器采集被测光信号的触发信号，处理器采集被测光的NUM个点的电压信号，其采样频率f_s和采样个数NUM与参考光的采样频率和采样个数相同，处理器将采集到的被测光信号进行处理得到被测考光的频谱，并送至显示装置显示；5)从显示的被测光频谱读取被测光的峰值所对应的点的位置N_u，根据公式计算出被测光频率。