Фурье-спектрометр Советский патент 1979 года по МПК G01J3/12 

(54) ФУРЬе-СЙЁ1 ГК МЁТР

.-

Настоящее изобретение ЬтнОсяпгсЯ к о6ласти спектрального прибсчростроения и может быть использовано в приборах высокой разр.ешажедей силы.

Известны фурье-спектромепгры HI, в которых настройка на нулевую разность хода производится в)ручйую по интерферогреилме от источника белрг.о света или опорного и исследуемого источников. Это не позволяет добиться быстрой и точной настройки прибора.

Наиболее близким по технической су1|и1ости являетс я фурье-спёктрс «етр 21 f содержащий подключённуНо к нему систему изменения разности хода и последовательно соединенные усилительное устройство, регистрирующее устройство и вычислительную машину.

Он также не позволяет производить точную и быструю настройку на нулевую разность хода, а также автоматическое ее удержание, поскольку требуется предварительная ручная настройка.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и скорости, настройки на нулевую разность хода, а также автоматического ее Удержания,

Это достигается тем, что в известный фурье-спектрометр введена дополнительная система автоматической настройки на нулевую разность хода,включающая последовательно соединенные детектор, интегратор и блок сравнения, при эгсм вход детектора соединен с выходом приемно-усилительного

устройства, второй вход блока сравнения подключен к выходу приемноусилительного устройства, а его выХоды соединены с системой измененияразности хода, регистрирующим устройством и вычислительной машиной.

На чертеже представлена блок-схема фурье-спектрометра с системой автоматической настройки на нулевую разность хода; бна содержит двухлучевой интерферометр 1, систему 2 изменения разности хода, приемноусилитёльЙОб устройство 3, детектор 4, интегратор 5, блок 6 сравнения, реГиГСтрйрующее устройство 7 и вычислительную машину 8.

Световой поток от исследуемого источника излучения, пройдя через интерферометр 1, управляемый системой 2 изменения разности хода, преобразуется приемно-усилительным устройством 3 в электрический сигнал - интерферсграмму, которая записывается регистрирующим устройртвом и пересчитывается в спектр вычислительной машиной.Для определения положения ну левйй разностиХода используется только электрический сигнал интерферограммы исследуемого источника излучения. В случае точной установки на нулевую разность xo-i да интерферограмма симметрична относительно максимального положительного выброса, в противном случае - искажена. Эта особенность используется следующим образом. Детектор 4 и интегратор 5 выделяют огибающую сигнала интерферограммы, причём используется как положительн так и отрицательная часть сигнала интерферограммы. в результате получается положительный сигнал с явновыраженным максиглумом, фаза которого определяется степенью искажения интерферограммы, В блоке 6 сравнения этот максимум преобразует ся в стандартный импульс интегральный импульс . С другой стороны, максимальный положительный выброс интерферограммы также преобразуется в блоке б сравнения в стандартный электрический импульс. При точной настройке на нулевую разность хода оба импульса совпадают по фазе. В противном случае величина фазового сдвига между импульсами а также его знак, определяет величи ну и знак сигнала сяиибки, который вырабатывается в блоке б сравнения, и отрицательной обратной связью подается в систему 2 изменения разнос ти хода для устранения появившегося рассогласования, т.е. точной ус тановки положения нулевой разности хода. Регистрирующее устройство 7, кроме записи интерферограммы, ведет также контрольную запись интеграл ного импульса со второго вых6;а;а блока 6 сравнения. Сигнал интерферо граммы с выхода регулирующего устро ства 7 и сигнал ошибки, поступают в вычислительную машину 8, которая производит вычисление спектра по интерферограмме. Для случая одноразовых быстропротекающих процессов излучения , возможно., регулятор не будет успевать обрабатьграть сигнал ошибки, вследствие наличия постоян.ной времени исполнитёйьногд ме 5 :йШэ ма, и поэтому ввод сигнала ошибки в вычислительную машину 8 дает возможность внести в расчет спектра со ответствующую поправку. В то же время. по скорости нарастания сигна ла после интегратора 5 можно предсказать фазовое положение интегрального импульса и путем его сдвига в сторону опережения форсировать работу регулятора, сведя вводимый в вычислительную машину сигнал ошибки к минимальному или даже к нулю, т.ё. исключить коррекцию в расчете. Введение в фурье-спектрометр дополнительной системы автоматической настройки на. нулевую разность хода повышает точность и скорость настройки за счет автоматизации процесса настройки. При этом фурье-спектрометр не требует предварительной установки нулевой разности хода перед регистрацией, вспомогательных источников, лучей и т.п.; позволяет регистрировать интерферограммы краткоживущих источников излучения, контролировать и корректировать нулевую разность хода при длительной регистрации спектра, вести контрольную запись корректирующего сигнгша .(важно при однократной регистрации), использовать любой вид модуляции . (внешней или внутренней) исследуемого излучения. Формула изобретения Фурье-спектрометр, содержащий двухлучевой интерферсм етр, подключенную к нему систему изменения разности хода и последовательно соединенные приемно-усилительное устройство, регистрирующее устройство и вычислительную машину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и скорости настройки на нулевую разность хода, а также автоматического ее удержания, в него введена дополнительная система автоматической, настройки на нуле вую разность хода, включающая последовательно соединенные детектор, интегратор, и блок . срав- нения, при этом вход детектотора соединен с выходом приемно-усилительного устройства, второй вход блока сравнения подключен к выходу прйёййо-уййЛ Тельного устройства, а его выходы соединены,с системой изменения разности хода, регистрирующим устройством и вычислительной машиной. Источники информации, . ; принятые во вйимаййе при экспертизе 1. Инфракрасная спектроскопия . высокого разрешения М., Мир, 1972, с. 88, 99. . л i 2. Г.Дж. Белл. Введение в фурьеспектроскопию, М,, Мир, 1975, с. 301 (прототип).