图 5 光谱仪 VERTEX 80v 17

图 6 光路图 18

图 7 双温黑体法处理高温数据 19

图 8 三温黑体法处理高温数据 20

图 9 MATLAB结果 20

图 10 双温黑体法处理低温数据 21

图 11 三温黑体法处理低温数据 22

图 12  相对误差分析 23

图 13 由三温黑体法的到的G 24

1  绪论

1.1  傅里叶红外光谱仪

傅立叶变换红外（FT-IR）光谱仪是根据光的相干性原理设计的，因此是一种干涉型光谱仪，它主要由光源（硅碳棒，高压汞灯），干涉仪，检测器，计算机和记录系统组成，大多数傅立叶变换红外光谱仪使用了迈克尔逊（Michelson）干涉仪，因此实验测量的原始光谱图是光源的干涉图，然后通过计算机对干涉图进行快速傅立叶变换计算，从而得到以波长或波数为函数的光谱图，因此，谱图称为傅立叶变换红外光谱，仪器称为傅立叶变换红外光谱仪。

为了使傅立叶变换红外（FT-IR）光谱仪得性能更稳定，使用时所测得的数据更准确，傅立叶变换红外光谱仪的精确校准也就成了一个重要的研究方向。作为高精度的测量仪器,其性能受到很多因素的制约。在多级微反射镜的实际制作及装调中，多级微反射镜的基底加工误差和工艺误差乃至装调位置误差，都直接影响空间调制傅里叶变换红外光谱仪的性能。所以我们需要寻找一个方法来校准傅里叶变换红外光谱仪,以减小它的误差。

1.1.1  校准原理

根据FTIR的测量原理，我们知道FTIR是利用实验测量得到的光谱图，通过计算机。对其傅里叶变化，最终得到的是以波长或波数为函数的光谱图。因此，遵循这一原理，我们需要找一个类似的方法以得到一个精确的光谱与FTIR所测得的数据对应，并掌握其中的对应关系。

1.2  校准方法

1.2.1  干涉失调自动校准算法

通过控制步进电机以两维闭环的方法搜索干涉调制度最大的位置,自动校准算法能在红外傅里叶变换光谱仪干涉失调时自动校准系统, 使干涉系能统达到最大干涉调制度。  

通过分析红外傅里叶变换光谱仪产生干涉调制度失调的原因, 采用了两维逐步逼近自动校准算法, 在经过第一步粗调节, 第二步细调, 第三步精调节之后使得红外傅里叶变换光谱仪达到最佳工作状态。经过振动和冷光学实验表明, 算法能够在红外傅里叶变换光谱仪产生干涉调制度失调时自动校准, 使仪器达到最佳状态。

由于校准过程是由计算机自动控制，所以在精度上得到了很大的保证，但是由数据采集时造成的误差可能使校准精度有待提高。

1.2.2  动态校准系统

傅里叶变换红外光谱仪中的干涉现象非常微妙，为了保证干涉仪在数据采集过程中的稳定性，需要非常精密的校正。几秒的角度偏差都是不可容忍的。由于动镜移动过程中会产生微小的偏差，为了保证干涉的最佳状态，需要持续监控并动态校准干涉仪工作状态。

现代的傅里叶变换红外光谱仪采用He-Ne激光器。其发出的光，同红外光一样，经过干涉仪，并通过一系列的光电二极管接收记录干涉状态。当发现干涉状态下降时，会计算偏差的程度，并反馈相应的电信号给控制压电元件，控制定镜的角度，从而达到最佳的干涉状态。反馈的频率非常高，已经可以高达几千次每秒。