Исследование методов обработки интерферограммы фурье-спектрометра для повышения точности спектрометрической информации

• Автор: Яшков, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 116 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
*9 I. Математическое представление интерферограммы и аппаратной
функции фурье-спектрометра
1.1 Интерферограмма фурье-спектрометра
1.2 Аппаратная функция
1.3 Исследование зависимости аппаратной функции от сдвига точки
нулевой разности хода в случае непрерывной интерферограммы
• 1.4 Аподизация интерферограмм
1.5 Методика подбора аподизирующих функций
1.6 Дискретная интерферограмма
1.7 Основные выводы
II. Методы фазовой коррекции интерферограмм

2.1 Фазовые ошибки интерферограмм фурье-спектрометра
2.2 Линейная фазовая ошибка
2.3 Методы фазовой коррекции
2.4 Фазовый спектр
2.5 Исследование сверточного метода фазовой коррекции в применении
к зашумленным интерферограммам
2.6 Аподизация функции фазовой коррекции
2.7 Основные выводы
III. Суммирование интерферограмм фуръе-спектрометра
3.1 Медленно и быстросканирующие фурье-спектрометры
3.2 Суммирование интерферограмм
3.3 Влияние амплитудно-фазово-частотных характеристик приемного тракта при суммировании интерферограмм
3.4 Методика суммирования интерферограмм при наличии
фазовых искажений
3.5 Основные выводы
IV. Обработка интерферограмм фурье-спектрометра ДОПИ
для повышения точности спектрометрической информации
4.1 Фурье-спектрометр ДОПИ - быстросканирующий фурье-спектрометр высокого разрешения д ня измерения концентраций
газов в атмосфере Земли
4.2 Подбор аподизирующих функций
4.3 Исключение фазовых ошибок в интерферограммах
4.4 Выявление регулярных наводок
4.5 Суммирование интерферограмм для увеличения отношения
сигнал/шум
4.6 Результаты обработки спектральных данных
4.7 Программное обеспечение для обработки данных фурье-спектрометра ДОПИ
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы. В настоящее время существует целый ряд научных и промышленных задач, оптимальное решение которых достигается при использовании спектрометрических методов. Особое место в этом ряду занимают задачи, связанные с исследованиями окружающей среды. В частности, в результате развития наших представлений о физике и химии атмосферы Земли за два последних десятилетия, возникла необходимость в максимально точном качественном и количественном анализе ее газового состава. Так как большинство интересующих нас молекулярных соединений имеют активные инфракрасные переходы, то для этой цели становится возможным использование методов инфракрасной спектрометрии, одним из которых является фурье-спектрометрия. Ее преимущества по сравнению с другими спектрометрическими методами позволяют проводить более точный анализ атмосферных составляющих с требуемым спектральным и пространственным разрешением. При исследовании атмосферы из космоса [1,2], наряду с большим разрешением возникает необходимость в высокой скорости регистрации спектров. Фурье-спектрометр, обладая выигрышем в геометрическом факторе [3,4] и мультиплексностью [5], является мощным средством в инфракрасном диапазоне, способным удовлетворить этим требованиям.
Для повышения точности результатов измерений в спектрометрических методах применяются различные математические процедуры обработки данных. В этом отношении фурье-спектрометрия требует повышенного внимания, так как регистрируемый сигнал - интерферограмма не является непосредственно спектральным распределением энергии. Кроме того, в этом сигнале возникают специфические ошибки, вызванные неточностью его дискретизации, несовершенством исполнения оптической системы и другими факторами. Для получения точной спектрометрической информации становится чрезвычайно важно разрабатывать и применять математические методы обработки, учитывающие эти особенности.

Кубическая
Квии-гичная
Рисунок
Различные интерполяционные функции и их преобразования.