[发明专利]一种软件触发的傅里叶变换光谱仪中干涉图采样方法

说明书

本发明公开了一种软件触发的傅里叶变换光谱仪中干涉图采样方法，涉及傅里叶变换光谱仪数字采样领域，本方法更好的还原干涉图的原有信息，并进一步提高采样效率和采样质量，在降低数据处理复杂度的同时，实现了更高层次的数字采样，提高傅里叶变换光谱仪的信噪比。本方法在等时间间隔硬件过采样干涉图的基础上，通过软件处理，根据参考激光的正弦波式的特征干涉图，确定等间隔的光程差位置，触发干涉图重采样。可以做到四分之一波长、八分之一波长甚至十六分之一波长采样，更适合光程差非匀速变化的傅里叶光谱仪，有利于提高复原光谱的信噪比。该采样方法，可以有效提高光谱数据的采集效率，是一种准确、高效、便捷的数字采样方法。

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，尤其涉及一种软件触发的傅里叶变换光谱仪中干涉图采样方法。

背景技术

傅里叶变换光谱仪主要由迈克尔逊干涉仪和计算机组成。迈克尔逊干涉仪的主要功能是使光源发出的光分为两束后形成一定的光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉图函数包含了光源的全部频率和强度信息。用计算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可计算出原来光源强度按频率的分布。它克服了色散型光谱仪分辨能力低、光能量输出小、光谱范围窄、测量时间长等缺点。它不仅可以测量各种气体、固体、液体样品的吸收、反射光谱等，而且可用于短时间化学反应测量。总而言之，目前傅里叶变换光谱仪具有扫描速度快、分辨率很高、波数精度高、灵敏度高、光谱范围宽等优点，红外光谱仪在电子、化工、医学等领域均有着广泛的应用。

但是目前市场上主要的采样方法是过零采样，其模式固定，通过检测氦-氖激光干涉信号光强为零时进行取样，缺少灵活性与实际应用性，对某些特定的环境，采样点太少，分辨率和准确度仍需要提高，这是其不可忽视的问题。

发明内容

本发明的目的在于能更好的还原干涉图的原有信息，更灵活地应用于各种实际取样环境，并进一步提高采样效率和采样质量，在降低数据处理复杂度的同时，实现了更高层次的数字采样，提高傅里叶变换光谱仪的信噪比，扩大傅里叶变换光谱仪的应用领域，详见下文描述：

一种软件触发的傅里叶变换光谱仪中干涉图采样方法，所述方法包括以下步骤：

对于选取的氦-氖激光信号和红外干涉信号，以相同的采样频率获得这两种信号的过采样信号；

对氦-氖激光过采样信号以窗口化平移模式进行逐段曲线拟合，根据余弦变化的特征，插值确定等光程差间隔采样的时间点位置；

选择过零采样、波峰波谷采样、四分之一波长采样、八分之一波长采样和十六分之一波长为采样间隔，以选择的采样间隔对氦-氖激光过采样信号经过拟合后的干涉图进行插值取点，确定采样时间点的横坐标；

根据采样时间点的横坐标，对红外干涉信号的过采样信号进行插值，确定取样点；根据取样点重建红外干涉图，对红外干涉图进行傅里叶变换，得到光谱图。

其中，所述对氦-氖激光过采样信号以窗口化平移模式进行逐段曲线拟合具体为：

估算窗口取点数量，然后以窗口点数量逐段进行曲线拟合，根据氦-氖激光过采样信号干涉图的特征，采用余弦曲线进行拟合，依次向下进行，直至将过采样信号全部拟合。

进一步地，所述确定采样时间点的横坐标具体为：

设计拟合后的取点范围，将所有得到的点的横坐标进行汇总，将间隔小于采样间隔一半的重复取样点进行整合，得到采样时间点的横坐标。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明基于数字采样，可以更好地还原干涉图的原有信息，在实际问题的处理方面更加灵活与精准；

2、本发明在等时间间隔硬件过采样干涉图的基础上，通过软件处理，根据参考激光(氦-氖激光)的正弦波式的特征干涉图，确定等间隔的光程差位置，触发干涉图重采样；