Спектроскопия. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Быстросканирующий Фурье-спектрорадиометр БФС-01
Статья научная
Описывается разработанный в ЦКБ УП АН СССР быстросканирующий Фурье-спектро-радиометр БФС-01. Спектральный диапазон его работы 2-100 см-1, спектральное разрешение 0,1 см-1. Прибор обладает также высоким временным разрешением (5 мс). Рассматривается оригинальная оптическая схема спектрорадиометра, обеспечившая указанные характеристики. Приводится функциональная схема прибора и описание его отдельных модулей. Работоспособность спектрорадиометра иллюстрируется записью спектра излучения лампы обратной волны с разрешением 0,1 см-1 и временным разрешением 5 мс.
Бесплатно
Моделирование процесса интерференции ПЭВ и объемного излучения
Статья научная
В рамках импедансного приближения рассмотрена задача об интерференции поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) и объемного излучения, возникающего при возбуждении ПЭВ. В классе спецфункций получено решение параболического уравнения для поля над поверхностью металла при возбуждении ПЭВ. Распространение излучения, сорвавшегося с металла, рассчитывалось через дифракционный интеграл Киргофа-Гюйгенса. На некотором расстоянии от металла в плоскости, перпендикулярной плоскости металла, рассчитанное поле образует интерференционную картину. Расстояние между экстремумами интерференции соответствует получаемому в рамках геометрической оптики при двухлучевой интерференции сорвавшейся с края металла ПЭВ и объемного луча, образовавшегося на элементе возбуждения ПЭВ. При этом между двумя лучами есть разность фаз, которая определяется выходной апертурой элемента возбуждения ПЭВ, параметрами металла и длиной металлической поверхности. Предложенный расчет параметров интерференционной картины позволяет определить действительную часть диэлектрической проницаемости металла. Данный метод использован для обработки экспериментальных результатов по интерференции объемного излучения и ПЭВ, прошедшей по золотой пленке, напыленной на стеклянную подложку. Определение действительной части диэлектрической проницаемости металла из интерференционных измерений и мнимой части диэлектрической проницаемости из измерений длины пробега ПЭВ позволяет получить информацию о поверхности металла.
Бесплатно
Статья научная
Традиционная процедура спектрального оценивания в Фурье-спектроскопии опирается на Фурье-анализ интерферограммы, являющейся функцией автокорреляции амплитуды электрического поля исследуемого излучения. Характерные недостатки этой процедуры существенно ограничивают разрешение и точность восстановленного с ее помощью спектра. Предлагается новый подход к решению указанной задачи, основанный на использовании модели авторегрессии и скользящего среднего (АРСС) исследуемого процесса. Возможность его использования основана на том, что в Фурье-спектрометре исследуемый образец освещается широкополосным излучением, спектр которого близок к спектру "белого" шума. В результате образец можно считать каузальным фильтром, порождающим АРСС-процесс. Проводится теоретический анализ предлагаемого метода. Эффективность подхода демонстрируется посредством сравнительного анализа модельных интерферограмм (соответствующих наборам линий с характерными для спектроскопии формами) традиционной и предлагаемой процедур спектрального оценивания.
Бесплатно
Разработка Фурье-спектрометров в ЦКБ УП АН СССР
Статья научная
Сделан обзор созданных в ЦКБ уникального приборостроения АН СССР Фурье-спектрометров специализированных и общего назначения (Фурье-спектрометр высокого разрешения УФС-02, Фурье-спектрометр широкого применения ФС-01, лабораторный субмиллиметровый Фурье-спектрометр ЛСФС-01, автоматизированный фотоэлектрический спектрометр АФС-01, быстросканируюший Фурье-спектрометр БФС-01). Приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных на этих приборах.
Бесплатно
Снижение влияния шумов на интерпретацию спектров в Фурье-спектроскопии
Статья научная
По многим причинам в Фурье-спектроскопии приходится иметь дело со скоррелированными шумами. Предлагается простой метод определения концентрации известного вещества по спектру поглощения при наличии такого шума. Оценка концентрации по данному методу соответствует оценке с минимальной дисперсией. В частности, для разобранного примера определения концентрации СО, точность возрастает в 5 раз по сравнению с методом наименьших квадратов.
Бесплатно
Современные Фурье-спектрометры - новая ветвь компьютеризированной оптической техники
Статья научная
Рассмотрены основные принципы Фурье-спектроскопии, быстроразвивающейся области современной спектроскопии, охватывающей субмиллиметровый, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый диапазоны спектра. Показаны преимущества Фурье-спектрометров перед классическими (дисперсионными) и лазерными спектрометрами. Основная особенность Фурье-спектрометров - непосредственная связь измерительного блока интерферометра с ЭВМ, которая выполняет Фурье-преобразование интерферограммы (или альтернативную операцию по оценке спектра), а также управляет всеми измерительными и вспомогательными операциями и представлением данных в нужной форме. Рассмотрены задачи, решаемые ЭВМ в Фурье-спектрометре. Описаны основные типы Фурье-спектрометров (высокого и среднего разрешения, временного разрешения, специализированные), направления и тенденции их развития.
Бесплатно
Фазовая спектроскопия поверхностных электромагнитных волн
Статья научная
Установлено, что поверхностные электромагнитные волны (ПЭВ) являются чувствительным индикатором состояния поверхности. Изменение интенсивности, прошедшей вдоль образца ПЭВ, дает информацию о наличии окисных пленок, адсорбатов, о шероховатости поверхности. Фазовая спектроскопия, в которой определяется и набег фазы ПЭВ при распространении вдоль образца (эффективный показатель преломления ПЭВ), позволяет увеличить объем получаемой информации и расширить круг изучаемых объектов. Проводимый с помощью ЭВМ анализ распределения интенсивности при интерференции двух пучков, идущих от двух точек поверхности, по которой распространяется ПЭВ {например, возбуждающий элемент и край образца), позволяет определить не только эффективный показатель преломления ПЭВ, но и коэффициент поглощения ПЭВ. Фазовая спектроскопия ПЭВ была использована для изучения металлов с естественным окислом как с лазерным возбуждением ПЭВ (С02 лазером - область перестройки 930-1088 см-1), так и в широкодиапазонном варианте (с Фурье-спектрометром - область спектра 700-2500 см-1). Исследованы в лазерном варианте также диэлектрики (кристаллический кварц с пленками металла) и высокотемпературные сверхпроводники YВа2Си3О7-5 (керамика, монокристаллы и пленки на титанате стронция). Получены оптические постоянные исследованных материалов.
Бесплатно
