应用光谱重建理论的傅里叶变换光谱仪

作     者：朱书缘 吴朋翰 鲁贞贞 董景然 冯继宏 Zhu Shuyuan;Wu Penghan;Lu Zhenzhen;Dong Jingran;Feng Jihong

作者机构：北京工业大学环境与生命学部智能化生理测量与临床转化北京市国际科技合作基地北京100124 北京工业大学樊恭烋荣誉学院北京100124 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2023年第60卷第9期

页      面：260-265页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(81971683) 

主　　题：仪器、测量与计量 光谱仪和光谱仪器 傅里叶变换光谱学 光谱重建理论 

摘      要：本文将重建光谱仪的光谱重建理论应用于傅里叶变换光谱仪中,使光谱仪可以兼具重建光谱仪高光谱分辨率优势以及傅里叶变换光谱仪固有的高光通量优势。利用构建的简易空间外差傅里叶变换光谱仪实验装置在520~530 nm光谱范围内进行验证实验。使用实验装置采集的不同单波长入射光光斑图像进行光谱校准实验,证明了傅里叶变换光谱仪可满足光谱重建理论必需的光斑与波长间唯一的一对一映射关系。随后,使用用于光谱校准的光斑图像进行光谱重建实验,实现了0.10 nm的光谱分辨率,相比通过傅里叶变换光谱仪原理得到的~5.65 nm光谱分辨率有明显提高。最后,使用额外采集的波长525 nm入射光光斑图像进行光谱重建实验,重建光谱中存在重建误差,且525 nm处光谱信号峰的半峰全宽(FWHM)~0.30 nm。光斑图像相关性分析显示,光谱重建受光斑图像采集过程中噪声和相邻波长入射光光斑图像高相似性的影响。尽管如此,重建光谱仍然可以反映入射光的光谱信息,且信号峰的FWHM小于傅里叶变换光谱仪原理得到的光谱,验证了将光谱重建理论应用于傅里叶变换光谱仪的可行性和高光谱分辨率优势。