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弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

张敏娟 毕满清 郝骞 王志斌 李珊

张敏娟, 毕满清, 郝骞, 王志斌, 李珊. 弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 423001-0423001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0423001
引用本文: 张敏娟, 毕满清, 郝骞, 王志斌, 李珊. 弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 423001-0423001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0423001
Zhang Minjuan, Bi Manqing, Hao Qian, Wang Zhibin, Li Shan. Method of preprocessing and phase correction for photo-elastic modulated interferograms[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 423001-0423001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0423001
Citation: Zhang Minjuan, Bi Manqing, Hao Qian, Wang Zhibin, Li Shan. Method of preprocessing and phase correction for photo-elastic modulated interferograms[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 423001-0423001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0423001

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

doi: 10.3788/IRLA201746.0423001
基金项目: 

国家自然科学基金青年基金(61505180);山西省青年基金(2015021084)

详细信息
    作者简介:

    张敏娟(1977-),女,副教授,硕士生导师,博士,主要从事光学信息获取与处理方面的研究。Email:zmj7745@163.com

  • 中图分类号: TN219

Method of preprocessing and phase correction for photo-elastic modulated interferograms

  • 摘要: 弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。
  • [1] Buican T N. Birefringence interferometers for ultra-high-speed FT spectrometry and hyperspectral imaging:I. Dynamic model of the resonant photoelastic modulator[J]. Vibrational Spectroscopy, 2006, 42(1):51-58.
    [2] Buican T N. High retardation-amplitude photoelastic modulator:US, 415B2[P]. 2010-7-27.
    [3] Greenguard L, Lee J Y. Accelerating the nonuniform fast fourier transform[J]. Siam Review, 2004, 46(3):443-454.
    [4] Kestur S, Park S, Irick K M, et al. Accelerating the nonuniform fast Fourier transform using FPGAs[C]//18th IEEE Annual International Symposium on Field Programmable Custom Computing Machines, 2010.
    [5] Zhang Minjuan, Wang Zhaoba, Wang Zhibin, et al. Fast spectral rebuild garithmetic of PEM-FTS nolinear Pphase iInterfergram data[J]. Chinese Journal of Laser, 2013, 40(5):0515001. (in Chinese)张敏娟, 王召巴, 王志斌, 等. PEM-FTS非线性干涉信号的快速光谱反演算法[J]. 中国激光, 2013, 40(5):0515001.
    [6] Michaelian K H. Interferogram symmetrization and multiplicative phase correction of rapid.scan and step-scan photocoustic FTIR data[J]. Infrared Phys, 1989, 29(1):87-100.
    [7] Avishai B D, Agustin I. Computation of a spectrum from a single-beam Fourier transform infrared interferogram[J]. Applied Optics, 2002, 41(6):1181-1189.
    [8] Ye Song, Xiong Wei, Wang Xinqiang, et al. Correction of spatial heterodyne interferogram based on frequency domain analysis[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 53(5):0330001. (in Chinese)叶松, 熊伟, 王新强, 等. 基于频域分析的空间外差干涉图校正方法研究[J]. 光学学报, 2013, 53(5):0330001.
    [9] Shi Hailiang, Xiong Wei, Li Zhiwei. Phase error correction of spatial heterodyne spectrometer[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(3):0330003. (in Chinese)施海亮, 熊伟,李志伟. 空间外差光谱仪相位误差修正[J]. 光学学报, 2013, 33(3):0330003.
    [10] Wang Xinqiang, Ye Song, Zhang Lijuan, et al. Study on phase correction method of spatial heterodyne spectrometer[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(5):1424-1428. (in Chinese)王新强, 叶松, 张丽娟, 等.空间外差光谱仪相位校正技术的研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2013, 33(5):1424-1428.
    [11] Meng Xiangtao, Xiang Zheng, Guo Jing, et al. Signal detecting technique of FOG's micro angle vibration under nonuniform sampling[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3):2588-2592. (in Chinese)孟祥涛, 向政, 郭景, 等. 非均匀采样条件下光纤陀螺微小角振动信号检测技术[J].红外与激光工程, 2016, 45(3):2588-2592.
    [12] Zhang Yan, Chen Yong, Zhou Dingfu, et al. Influence of sharpen function on the object image of synthetic aperture ladar[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(9):2588-2592. (in Chinese)张艳, 陈涌, 周鼎富, 等.锐化函数对合成孔径激光雷达成像图像的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(9):2588-2592.
    [13] Zhang Minjuan, Zhang Jilong, Wang Zhibin, et al. Phase correction technology research and improved based on single-sided interferograms in FTIR[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2012, 32(5):1203-1208. (in Chinese)张敏娟, 张记龙, 王志斌, 等. FTIR单边干涉图相位校正技术的研究与改进[J]. 光谱学与光谱分析, 2012, 32(5):1203-1208.
    [14] Zhang Lei, Yang Minzhu, Zou Yaopu, et al. Instrument line shape of infrared Fourier transform spectrometer and its engineer applications[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(12):3322-3328. (in Chinese)张磊, 杨敏珠, 邹曜璞, 等. 红外傅里叶光谱仪的仪器线形函数及工程应用[J]. 光学精密工程, 2015, 23(12):3322-3328.
  • [1] 潘映伶, 纪荣祎, 高超, 周维虎.  矢量内积法高速相位式激光测距技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210186-1-20210186-7. doi: 10.3788/IRLA20210186
    [2] 王素琴, 陈太钦, 张峰, 石敏, 朱登明.  面向复杂机械零件形貌测量的高精度三维重建方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210730-1-20210730-11. doi: 10.3788/IRLA20210730
    [3] 周勇, 邵珩, 聂中原, 杨耀东, 刘战捷.  改进的枝切法在散斑相位解包裹中的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200451-1-20200451-10. doi: 10.3788/IRLA20200451
    [4] 郭尚坤, 邓杰, 周靖, 张东海, 余宇, 邓嘉男, 蔡清元, 李志锋, 陆卫, 陈效双.  基于等离激元纳米结构非对称集成的二维材料自驱动光响应增强的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211011-1-20211011-9. doi: 10.3788/IRLA20211011
    [5] 张敏娟, 刘文敬, 王志斌, 徐美芳, 张瑞, 李春阳.  弹光调制器的频率漂移特性及其傅里叶变换光谱的稳定性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200019-1-20200019-8. doi: 10.3788/IRLA20200019
    [6] 郭媛, 敬世伟, 许鑫, 魏连锁.  基于矢量分解和相位剪切的非对称光学图像加密 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0426001-0426001-10. doi: 10.3788/IRLA202049.0426001
    [7] 辛璟焘, 李凯, 张雯, 娄小平, 祝连庆.  采用萨格纳克干涉仪与螺旋相位片生成矢量光束 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 217001-0217001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0217001
    [8] 殷世民, 高丽伟, 梁永波, 朱健铭, 梁晋涛, 陈真诚.  基于FPGA的干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 720001-0720001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0720001
    [9] 张芳, 高教波, 王楠, 赵宇洁, 吴江辉, 郑雅卫.  变间隙法布里-珀罗干涉式长波红外光谱成像系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 318001-0318001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0318001
    [10] 杨敏珠, 邹曜璞, 张磊, 韩昌佩.  傅里叶变换光谱仪探测器非线性的影响及其校正方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1023001-1023001(7). doi: 10.3788/IRLA201790.1023001
    [11] 陆安江, 张正平, 白忠臣, 陈巧, 秦水介.  电热式微机电系统微镜傅里叶变换红外光谱仪 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 520007-0520007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0520007
    [12] 叶松, 甘永莹, 熊伟, 张文涛, 汪杰君, 王新强.  采用小波变换的空间外差光谱仪基线校正 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117009-1117009(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1117009
    [13] 殷世民, 王具民, 梁永波, 朱健铭, 韩国成, 陈洪波, 陈真诚.  红外干涉光谱仪非均匀性在线校正与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 604002-0604002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0604002
    [14] 蒲磊, 刘恩海, 钟建勇, 王选钢.  基于四象限APD 的相位法测距系统实现跟踪可行性分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 601-605.
    [15] 张周锋, 谢永军, 胡炳樑, 殷勤业, 于涛.  大孔径静态干涉成像光谱仪探测器配准误差标定方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1643-1646.
    [16] 殷世民, 梁永波, 朱健铭, 梁晋涛, 陈真诚.  傅里叶变换红外成像光谱仪实时光谱复原FPGA芯片系统研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3580-3586.
    [17] 徐正文, 曲轶, 王钰智, 高婷, 王鑫.  高功率980nm非对称宽波导半导体激光器设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1094-1098.
    [18] 张明月, 章家保, 杨洪波.  空间傅里叶变换红外光谱仪动镜速度稳定性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1240-1246.
    [19] 吴海英, 张三喜, 王维强, 张伟光, 张玉伦.  宽场偏振干涉成像光谱仪的调制度研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 201-207.
    [20] 胡姝玲, 耿伟彪, 苑丹丹, 刘宏海, 马静.  相位调制光外差稳频信号检测技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 233-238.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-05
  • 修回日期:  2016-09-03
  • 刊出日期:  2017-04-25

弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法

doi: 10.3788/IRLA201746.0423001
    作者简介:

    张敏娟(1977-),女,副教授,硕士生导师,博士,主要从事光学信息获取与处理方面的研究。Email:zmj7745@163.com

基金项目:

国家自然科学基金青年基金(61505180);山西省青年基金(2015021084)

  • 中图分类号: TN219

摘要: 弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。

English Abstract

参考文献 (14)

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