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误差傅里叶变换光谱仪动镜倾斜误差和采样误差与仿真软件设计要求

收藏本文 2024-01-30 点赞:11607 浏览:39659 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:傅里叶变换光谱仪的进展速度很快,仪器的功能和性能也在不断地提升,其运用领域非常广泛。傅里叶变换光谱测量取决于干涉图的质量和干涉图的采样,这就要求动镜作匀速直线运动且需要与定镜时刻保持严格的准直联系,另外要求对干涉图进行等间隔采样。在傅里叶变换光谱仪中,迈克尔逊干涉仪是其光学系统的核心部分。动镜的驱动机制的机械特性直接决定着傅里叶变换光谱仪的性能。但是在实际的扫描测量历程中,由于动镜驱动部分的摆动等理由造成动镜倾斜,引起光程差的变化,进而造成干涉图测量误差。为了得到所测光的光谱图,需要先对干涉图进行采样,然后对其作傅里叶变换。在采样历程中,由于电路延迟等理由造成的采样间隔变化即有着采样误差,也会引起干涉图测量误差。本论文浅析了引起动镜倾斜误差和采样误差的理由和误差的类型,并以静态倾斜误差为例,建立了有着静态倾斜误差时的干涉仪模型,对有着静态倾斜误差时的干涉图函数进行了公式推导,并根据公式对波数、动镜倾斜角度大小、光束孔径大小引起的有着误差时的干涉图的影响进行了讨论浅析。本论文给出各种误差的模型,并借助MATLAB对各种误差进行数值模拟,利用MATLAB强大的处理数据和计算能力分别来仿真不同类型的动镜倾斜误差和采样误差对干涉图和光谱图的影响,克服了由动镜倾斜误差和采样误差本身性质的复杂性所造成的对误差进行论述浅析的困难。本论文根据实际需要,设计了误差仿真用户软件。因为误差种类较多,并且每种误差模型本身具有不同的参数,如果要仿真不同参数的误差对干涉图的影响是非常繁琐的,并且目前也没有一个成型的误差仿真软件来方便用户仿真不同的误差对光谱图的影响,通过误差仿真软件可以方便用户根据需要来仿真各种不同类型的误差对光谱图的影响。通过仿真不同的误差对光谱图的影响,并与理想的光谱图作比较,这样便于用户根据仿真结果对光谱仪进行调整,各种误差对干涉图和光谱图的影响的浅析为改善光谱仪的性能,使得光谱仪达到精度高,误差小的目的提供了依据。关键词:傅里叶变换光谱仪论文动镜倾斜误差论文采样误差论文MATLAB仿真论文误差仿真软件论文

    摘要5-7

    Abstract7-11

    1 绪论11-14

    1.1 课题的探讨背景11-12

    1.2 课题的探讨目的和探讨作用12

    1.3 课题的探讨内容12-14

    2 傅里叶变换光谱仪的基本原理14-26

    2.1 傅里叶变换光谱仪14-20

    2.1.1 傅里叶变换光谱仪概述14

    2.1.2 傅里叶变换光谱仪的基本工作原理14-20

    2.1.3 傅里叶变换光谱仪的特点20

    2.2 傅里叶变换20-25

    2.2.1 傅里叶变换原理介绍20-23

    2.2.2 快速傅里叶变换 FFT23-25

    2.3 本章小结25-26

    3 傅里叶变换光谱仪光谱测量时的误差浅析26-41

    3.1 误差概述26

    3.2 动镜倾斜误差26-34

    3.2.1 不同动镜下的倾斜误差26-27

    3.2.2 动镜倾斜误差产生的理由和误差特性27-28

    3.2.3 动镜倾斜时的干涉仪模型和论述浅析28-34

    3.3 采样误差34-40

    3.3.1 概述34-35

    3.3.2 干涉图数据的采集35-38

    3.3.3 抗混叠滤波器38-39

    3.3.4 采样误差的来源39-40

    3.4 本章小结40-41

    4 动镜倾斜误差和采样误差的 MATLAB 数值模拟和仿真软件设计41-64

    4.1 MATLAB 软件41-42

    4.1.1 MATLAB 语言介绍41

    4.1.2 MATLAB 的主要功能41-42

    4.2 MATLAB 仿真动镜倾斜误差对干涉图和光谱图的影响42-51

    4.2.1 概述42

    4.2.2 MATLAB 仿真静态动镜倾斜误差42-46

    4.2.3 MATLAB 仿真线性动镜倾斜误差46-48

    4.2.4 MATLAB 仿真正弦型动镜倾斜误差48-49

    4.2.5 MATLAB 仿真随机动镜倾斜误差49-51

    4.3 MATLAB 仿真采样误差对干涉图和光谱图的影响51-60

    4.3.1 概述51

    4.3.2 MATLAB 仿真固定采样误差51-55

    4.3.3 MATLAB 仿真线性采样误差55-57

    4.3.4 MATLAB 仿真正弦型采样误差57-59

    4.3.5 MATLAB 仿真随机采样误差59-60

    4.4 误差仿真软件的设计60-63

    4.4.1 概述60-61

    4.4.2 动镜倾斜误差和采样误差对光谱的影响的仿真软件设计61-63

    4.5 本章小结63-64

    5 总结与展望64-65

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