[发明专利]干涉分光光度计

说明书

本发明涉及干涉分光光度计，例如，傅里叶变换红外分光光度计。

干涉分光光度计如傅里叶变换红外（FTIR）分光光度计，被用来对各种物质包括有机物和无机物，以及高分子材料和半导体材料，进行定量和定性分析。

干涉分光光度计有一主干涉仪，用来分析样品，以及，一个控制干涉仪，用来启动收集来自主干涉仪的数据，并稳定控制可动反射镜的滑动速度，控制干涉仪提供一90°相移控制以检测可动反射镜的位置。为此，一个相位片，例如λ/8波片置于分束器与固定反射镜之间，遇到分束器的干涉信号由偏振分束器分成P波和S波。这些偏振成分由其对应的检测器检测，根据检测器和波数的输出信号之间的相位关系确定可动反射镜的位置。

在用干涉分光光度计进行测量时，必须使可动反射镜在一个方向上匀速移动。如果振动外界干扰进入该仪器，会影响可动反射镜的滑动。在一种干涉分光光度计中，可动反射镜多次来回移动以改进测量数据的信噪比。在可动反射镜的同一位置得到的数据被累加，该过程称为相干相加。如果可动反射镜的滑动被外界干扰所影响，则累积数据的相干相加被破坏。结果，累积的数据不精确。对相干相加而言，最重要的是通过提供90°相移控制来检测可移动的镜子的位置的技术。

本发明的一个目的是提出一种干涉分光光度计，在监视可动反射镜的位置以精确地进行相干相加的同时收集数据。

在测量时，这种新颖的仪器通过90°相移控制监视可逆计数器的总的计数，由此，以控制干涉仪波长数量级的灵敏度检测对可动反射镜的滑动的干扰。

本发明的其它目的和特点将在下面的叙述中表现出来。

图1是本发明的一种干涉分光光度计的示意方框图，

图2是图1表示的分光光度计的一个例子，

图3、4、5、6是图解图2中分光光度计工作情形的流程图;

图7是图解图2中分光光度计所用的可动反射镜的运动示意图;

图8是时序图，说明由90°相移控制得到的信号，模/数转换器的输出信号，以及可逆计数器工作的时刻;

图9是表示图2中分光光度计内的偏振分束器和检测器的框图。

参见图1，其中表示按照本发明的一种干涉分光光度计。这种分光光度计包括主干涉仪100，控制干涉仪102，滑动控制器20，模/数转换器48，可逆计数器82，保持数据的第一存储器106，存储累积数据的第2存储器108，以及判定部件110。

主干涉仪100与控制干涉仪102共用一个分束器、一个固定反射镜和一个可动反射镜。可动反射镜的滑动运动由滑动控制器20控制。主干涉仪100得到的数据由模/数转换器48转换成数字形式。可动反射镜扫描一次得到的数据保持在第一存储器106中。可逆计数器82接收来自两个用于90°相移控制的检测器的输出信号，这些检测器在控制干涉仪102内。当可逆计数器82的值改变时判定部件110诱使转换器48将输入的模拟信号转换成数字形式。模/数转换完成后，判定部件110检查计数器的值。若该值与开始模/数转换时得到的计数值不同，则判定部件110确定：可动反射镜的滑动运动有过异常。若该反射的滑动运动被判定部件110判定为正常，则后者把保持在存储器106中的数据加到存在存储器108的数据上。若该反射滑动运动被认为是异常的，则判定部件不累加该数据，而是冲掉保持在存储器106中的该数据。

在可动反射镜移过λ/2距离的任何时候，接收90°相移控制信号的可逆计数器82进行正计数或逆计数。这里，λ是波长，对于He-Ne激光为632.8mn。从模/数转换器48读出输出信号并执行存入第一存储器106的算法需要几个微秒的时间。如滑动反射镜的速度合适，则在计数器82的值改变时即在采样点加到转换器48的模拟信号便转换成数字形式。模/数转换以后，计数器的值应当与在模/数转换前得到的计数值一致。如果不一致，则说明可动反射镜不正确地运动，即，该反射镜的运动方向正确但是太快了，或者是沿反方向运动。不论哪种情形，用这一方法可以1μm数量级的灵敏度检测出运动误差。

如果反射镜的滑动运动是正常的，则由可动反射镜的这一次扫描所得到的数据从第一存储器106送到第二存储器106，以累积数据。若反射镜的滑动运动被判定为异常，则本次测量得到的数据被废弃，不进行累加。这样，维持了相干相加的完善性。若连续几次扫描的数据都被废弃，则这种滑动运动被认为是不正确的运动。这样，停止这一系列测量。