Совершенствование структурной модели и параметров компактного Фурье-спектрометра для анализа газового состава атмосферы
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.14514516Ключевые слова:
спектрометр, интерферометр, Фурье-спектрометр, фотоприёмник, спектральный анализЛицензия
Аннотация
Предложена модель усовершенствованной структурной модели и параметров компактного Фурье-спектрометра для анализа газового состава атмосферы. Схема спектрометра базируется на системе кодирования идентичных импульсов на основе перемещающегося клина (TWINS). Проанализированы зависимости разности хода полуволн в интерферометре от длины волны при варьировании толщины изменяемого TWINS блока. Произведен расчет и выполнен обоснованный подбор компонентов системы.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Белл, Р. Дж. Введение в Фурье-спектроскопию: перевод с англ. / Р. Дж. Белл. М.: Мир, 1975. 382 с.
2. Lagos, M. Fourier Transform Spectrometry with Fourier Analysis of the Interferogram as Just an Optional Tool / M. Lagos, R. Paredes, C. Retamal // ACS Omega. 2018. V. 3, № 12. P. 18258-18262.
3. Волоконный флуоресцентно-отражательный спектрометр с многоволновым возбуждением / Г. В. Папаян, В. М. Журба, А. А. Кишалов [и др.] // Оптический журнал. – 2014. – Т. 81, № 1. – С. 38-43. – EDN TQJMLR.
4. Вагин, В. А. Система регистрации интерферограмм в двухзондовом (двухканальном) Фурье-спектрометре / В. А. Вагин, А. И. Хорохорин // Физические основы приборостроения. – 2020. – Т. 9, № 1(35). – С. 100-107. – DOI 10.25210/jfop-2001-0100107. – EDN JMDFGW.
5. Вагин, В. А. Современная Фурье-спектроскопия и быстрый нейроподобный метод снижения размерности спектральных данных / В. А. Вагин, А. Е. Краснов // Физические основы приборостроения. – 2020. – Т. 9, № 3(37). – С. 86-91. – DOI 10.25210/jfop-2003-086091. – EDN OTBXOC.
6. The POLARBEAR Fourier transform spectrometer calibrator and spectroscopic characterization of the POLARBEAR instrument. Review of Scientific Instruments / F. Matsuda, L. Lowry, A. Suzuki [et al.] // – 2019. – V. 90. – P. 115115. – DOI 10.1063/1.5095160.
7. Hashimoto, K. Phase-controlled Fourier-transform spectroscopy / K. Hashimoto, T. Ideguchi // Nature Communications. – 2018. – V. 9. – P. 4448. – DOI 10.1038/s41467-018-06956-x.
8. Рамановский спектрометр на основе статического интерферометра Майкельсона / И. Б. Винтайкин, Н. С. Васильев, И. С. Голяк [и др.] // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2016. – № 6. – С. 144-152. – EDN UZVBMW.
9. Brida, D. Phase-locked pulses for two-dimensional spectroscopy by a birefringent delay line / D. Brida, C. Manzoni, G. Cerullo // Optics Letters. – 2012. – V. 37. – P. 3027-3029. – DOI 10.1364/OL.37.003027.
10. Scanning Fourier transform spectrometer in the visible range based on birefringent wedges / A. Oriana, J. Rhault, F. Preda [et al.] // Journal of the Optical Society of America. – 2016. – V. 33, № 7. – P. 1415-1420. – DOI 10.1364/JOSAA.33.001415.
11. Long open-path measurements of greenhouse gases in air using near-infrared Fourier transform spectroscopy / D. W. T. Griffith, D. Pohler, S. Schmitt [et al.] // Atmospheric Measurement Techniques. – 2018. – V. 11. –P. 1549-1563.
12. On-chip parallel Fourier transform spectrometer for broadband selective infrared spectral sensing A. Fathy, Y. M. Sabry, S. Nazeer [et al.] // Microsystems & Nanoengineering. – 2020. – Vol. 6. – P.10. – DOI 10.1038/s41378-019-0111-0.
13. Тымкул, В. М. Оптико-электронные приборы и системы. Теория и методы энергетического расчёта / В. М. Тымкул, Л. В. Тымкул. – Новосибирск: СГГА, 2005. – 215 c.
14. База данных показателей пропускания сред [Электронный ресурс]. – URL: http://pmoptics.com (дата обращения 06.09.2024).
15. База данных показателей преломления сред [Электронный ресурс]. – URL: http://refractiveindex.info (дата обращения 06.09.2024).
16. Thorlabs [Электронный ресурс]. – URL: https://www.thorlabs.com/ (дата обращения 20.09.2024).
17. Femto [Электронный ресурс]. – URL: https://www.femto.de/en/products/photoreceivers/fixed-gain-400-mhz-hca-s-400m.html. (дата обращения 06.09.2024).
18. Инфраспек. ИК Фурье-спектрометры ФСМ. Кювета газовая многоходовая КГ48 [Электронный ресурс]. – URL: http://www.infraspek.ru/produktsiya/kyuvetyi/kyuvetyi-gazovyie/kyuveta-gazovaya-mnogohodovaya-kg48/ (дата обращения 20.09.2024).
19. Филачёв, А. М. Фотоприёмники в оптико-электронных приборах и системах / А. М. Филачёв, И. И. Таубкин, М. А. Тришенков. – М.: Физматкнига, 2016. – 105 c.
20. Mattson, D. Sensitivity of a Fourier transform infrared spectrometer / D. Mattson // Applied Specroscopy. –1978. – V. 32, №4. – P. 335-338.
21. SmarAct. Products [Электронный ресурс]. – URL: https://www.smaract.com/products/ (дата обращения 06.09.2024).
REFERENCES LIST
1. Bell, R. Dzh. Vvedenie v Fure-spektroskopiiu: perevod s angl. / R. Dzh. Bell. M.: Mir, 1975. 382 s.
2. Lagos, M. Fourier Transform Spectrometry with Fourier Analysis of the Interferogram as Just an Optional Tool / M. Lagos, R. Paredes, C. Retamal // ACS Omega. 2018. V. 3, № 12. P. 18258-18262.
. Volokonnyi fluorestsentno-otrazhatelnyi spektrometr s mnogovolnovym vozbuzhdeniem / G. V. Papaian, V. M. Zhurba, A. A. Kishalov [i dr.] // Opticheskii zhurnal. – 2014. – T. 81, № 1. – S. 38-43. – EDN TQJMLR.
4. Vagin, V. A. Sistema registratsii interferogramm v dvukhzondovom (dvukhkanalnom) Fure-spektrometre / V. A. Vagin, A. I. Khorokhorin // Fizicheskie osnovy priborostroeniia. – 2020. – T. 9, № 1(35). – S. 100-107. – DOI 10.25210/jfop-2001-0100107. – EDN JMDFGW.
5. Vagin, V. A. Sovremennaia Fure-spektroskopiia i bystryi neiropodobnyi metod snizheniia razmernosti spektralnykh dannykh / V. A. Vagin, A. E. Krasnov // Fizicheskie osnovy priborostroeniia. – 2020. – T. 9, № 3(37). – S. 86-91. – DOI 10.25210/jfop-2003-086091. – EDN OTBXOC.
6. The POLARBEAR Fourier transform spectrometer calibrator and spectroscopic characterization of the POLARBEAR instrument. Review of Scientific Instruments / F. Matsuda, L. Lowry, A. Suzuki [et al.] // – 2019. – V. 90. – P. 115115. – DOI 10.1063/1.5095160.
7. Hashimoto, K. Phase-controlled Fourier-transform spectroscopy / K. Hashimoto, T. Ideguchi // Nature Communications. – 2018. – V. 9. – P. 4448. – DOI 10.1038/s41467-018-06956-x.
8. Ramanovskii spektrometr na osnove staticheskogo interferometra Maikelsona / I. B. Vintaikin, N. S. Vasilev, I. S. Goliak [i dr.] // Izvestiia Rossiiskoi akademii nauk. Energetika. – 2016. – № 6. – S. 144-152. – EDN UZVBMW.
9. Brida, D. Phase-locked pulses for two-dimensional spectroscopy by a birefringent delay line / D. Brida, C. Manzoni, G. Cerullo // Optics Letters. – 2012. – V. 37. – P. 3027-3029. – DOI 10.1364/OL.37.003027.
10. Scanning Fourier transform spectrometer in the visible range based on birefringent wedges / A. Oriana, J. Rhault, F. Preda [et al.] // Journal of the Optical Society of America. – 2016. – V. 33, № 7. – P. 1415-1420. – DOI 10.1364/JOSAA.33.001415.
11. Long open-path measurements of greenhouse gases in air using near-infrared Fourier transform spectroscopy / D. W. T. Griffith, D. Pohler, S. Schmitt [et al.] // Atmospheric Measurement Techniques. – 2018. – V. 11. –P. 1549-1563.
12. On-chip parallel Fourier transform spectrometer for broadband selective infrared spectral sensing A. Fathy, Y. M. Sabry, S. Nazeer [et al.] // Microsystems & Nanoengineering. – 2020. – Vol. 6. – P.10. – DOI 10.1038/s41378-019-0111-0.
13. Tymkul, V. M. Optiko-elektronnye pribory i sistemy. Teoriia i metody energeticheskogo rascheta / V. M. Tymkul, L. V. Tymkul. – Novosibirsk: SGGA, 2005. – 215 c.
14. Baza dannykh pokazatelei propuskaniia sred [Elektronnyi resurs]. – URL: http://pmoptics.com (data obrashcheniia 06.09.2024).
15. Baza dannykh pokazatelei prelomleniia sred [Elektronnyi resurs]. – URL: http://refractiveindex.info (data obrashcheniia 06.09.2024).
16. Thorlabs [Elektronnyi resurs]. – URL: https://www.thorlabs.com/ (data obrashcheniia 20.09.2024).
17. Femto [Elektronnyi resurs]. – URL: https://www.femto.de/en/products/photoreceivers/fixed-gain-400-mhz-hca-s-400m.html. (data obrashcheniia 06.09.2024).
18. Infraspek. IK Fure-spektrometry FSM. Kiuveta gazovaia mnogokhodovaia KG48 [Elektronnyi resurs]. – URL: http://www.infraspek.ru/produktsiya/kyuvetyi/kyuvetyi-gazovyie/kyuveta-gazovaya-mnogohodovaya-kg48/ (data obrashcheniia 20.09.2024).
19. Filachev, A. M. Fotopriemniki v optiko-elektronnykh priborakh i sistemakh / A. M. Filachev, I. I. Taubkin, M. A. Trishenkov. – M.: Fizmatkniga, 2016. – 105 c.
20. Mattson, D. Sensitivity of a Fourier transform infrared spectrometer / D. Mattson // Applied Specroscopy. –1978. – V. 32, №4. – P. 335-338.
21. SmarAct. Products [Elektronnyi resurs]. – URL: https://www.smaract.com/products/ (data obrashcheniia 06.09.2024).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
