留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究

李妍 李胜 高闽光 徐亮 李相贤

李妍, 李胜, 高闽光, 徐亮, 李相贤. FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 123001-0123001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0123001
引用本文: 李妍, 李胜, 高闽光, 徐亮, 李相贤. FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 123001-0123001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0123001
Li Yan, Li Sheng, Gao Minguang, Xu Liang, Li Xiangxian. Fourier interpolative sampling algorithm in Fourier transform infrared spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 123001-0123001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0123001
Citation: Li Yan, Li Sheng, Gao Minguang, Xu Liang, Li Xiangxian. Fourier interpolative sampling algorithm in Fourier transform infrared spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 123001-0123001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0123001

FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0123001
基金项目: 

国家自然科学基金(41375027,41605015)

详细信息
    作者简介:

    李妍(1990-),女,博士生,主要从事傅里叶变换红外光谱学、光学数据采集与处理等相关技术方面的研究。Email:yli@aiofm.ac.cn

  • 中图分类号: O438.2;TP274+.2

Fourier interpolative sampling algorithm in Fourier transform infrared spectrometer

  • 摘要: 为解决传统Brault采样方法中参考信号过零点计算复杂、耗时较多的问题,提出了基于傅里叶插值技术寻找过零点的方法。通过与其他插值方法进行比较研究,结果表明,这种方法确保了过零点信息准确性的同时简化了数据处理的复杂度,得到的过零点信息线性拟合系数大于0.999。在2 100~2 200 cm-1波段范围内,当参考激光信号误差较小时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是三次样条插值法所得到的1.03倍,而线性插值方法与傅里叶插值方法得到的结果一致;当参考激光信号误差较大时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是线性插值方法得到的仪器SNR的1.05倍。
  • [1] Li Xiangxian, Wang Zhen, Xu Liang, et al. Study on temperature dependence of the greenhouse gases and carbon isotope ratio spectral analysis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4):1178-1185. (in Chinese)
    [2] Tong Jingjing, Gao Minguang, Xu Liang, et al. Measurement and study of 1,3-butadiene based on open path FTIR spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(1):239-243. (in Chinese)
    [3] Li Yan, Gao Minguang, Xu Liang, et al. Based on trigger sampling method and phase correction of infrared spectrum measurement applications[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2015, 35(7):2054-2059. (in Chinese)
    [4] Saptari V. Fourier-Transform Spectroscopy Instrumentation Engineering[M]//Tutorial Texts in Optical Engineering volume TT61. Washington USA:SPIE Press, 2004.
    [5] Minami K, Kawata S, Minami S. Zero-crossing sampling of Fourier-transform interferograms and spectrum reconstruction using the real-zero interpolation method[J]. Applied Optics, 1992, 31(29):6322-6327.
    [6] Li Zhigang, Wang Shurong, Han Wenhui, et al. Data sampling of fourier transform spectrometer interferogram using laser interference fringe[J]. Journal of Optoelectronics Laser, 2000,11(5):503-506. (in Chinese)
    [7] Brault J W. New approach to high-precision Fourier transform spectrometer design[J]. Applied Optics, 1996, 35(16):2891-2896.
    [8] Brasunas J C, Cushman G M. Uniform time-sampling Fourier transform spectroscopy[J]. Applied Optics, 1997, 36(10):2206-2210.
    [9] Pougatchev N S, Campbell J F, Regan C R, et al. Advanced technologies high resolution Fourier transform spectrometer for atmospheric studies[C]//Proceeding of 2000 IEEE, 2000:237-243.
    [10] Davis S P, Abrams M C, Brault J W. Fourier transform spectrometry[M]. San Diego, California:Academic Press, 2001.
    [11] Palchetti L, Lastrucci D. Spectral noise due to sampling errors in fourier-transform spectroscopy[J]. Applied Optics, 2001, 40(19):3235-3243.
    [12] Griffiths P R, de Haseth J A., Fourier Transform Infrared Spectrometry[M]. 2nd ed. New York:Wiley Sons,2007.
    [13] Ren Libing, Wei Haoyun, Li Yan. Digital filter method of oversampling Fourier transform infrared spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(6):1438-1441. (in Chinese)
    [14] Turner A, Hoult R A, Forster M D. Digitisation of interferograms in Fourier Transform Spectroscopy:US, patent5914780[P]. 1999-06-22.
    [15] Alber G M, Marshall A G. Effect of sampling rate on Fourier transform spectra:oversampling is overrated[J]. Applied Spectroscopy, 1990, 44(7):1111-1116.
    [16] Ren Libing, Wei Haoyun, Li Yan. Study on the application of soft zero-crossing detection in the infrared spectral measurement system[C]//Proceeding of the Chinese Optical Society, 2010. (in Chinese)
    [17] Zhou Feng, Zhao Chunyu, Huang Zhenyu, et al. Time-domain linear interpolation algorithm and its error analysis for estimating signal period[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2011, 32(8):1725-1730. (in Chinese)
    [18] Wu Jie, Liu Kaipei, Le Jian, et al. Study on harmonic analysis based on cubic spline interpolated arithmetic fourier transform[J]. Electrical Measurement Instrumentation, 2016, 53(1):15-31. (in Chinese)
    [19] Li Xinfu, Li Xiaofan. Comparison of the accuracy for fractal and lagrange interpolation[J]. Journal of Natural Science of Heilongjiang University, 2008, 25(3):323-325. (in Chinese)
  • [1] 朱雅庆, 纪荣祎, 董登峰, 周维虎.  欠采样全相位FFT鉴相方法仿真与实现 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230119-1-20230119-11. doi: 10.3788/IRLA20230119
    [2] 康丁, 王春阳, 王子硕, 王增, 郑青泉.  基于样条插值的液晶空间光调制器衍射效率优化方法研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210827-1-20210827-10. doi: 10.3788/IRLA20210827
    [3] 郭兰杰, 马文坡, 王淳, 林喆, 王浩.  傅里叶光谱仪平动式光程扫描控制系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0105002-0105002(7). doi: 10.3788/IRLA202049.0105002
    [4] 宋旭尧, 端木庆铎, 董伟, 李志彬, 卢小丰, 原遵东.  基于高温黑体的傅里叶光谱测量系统响应度分段线性标定 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718002-0718002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0718002
    [5] 崔程光, 范龙飞, 张梦雨, 李云飞, 李永强, 王静怡.  傅里叶解析下的大气探测仪归一化穆勒元素 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 620001-0620001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0620001
    [6] 蔡文涛, 李晶, 江海波, 孙秀辉, 杨若夫, 尹韶云.  基于非均匀采样的高分辨曲面投影计算全息方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 524004-0524004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0524004
    [7] 李生福, 赵宇, 罗振雄, 叶雁, 刘正君.  空间频谱约束傅里叶叠层成像重建方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 422003-0422003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0422003
    [8] 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
    [9] 史浩然, 李召龙, 沈同圣, 娄树理.  采样红外成像系统的混淆效应研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 404003-0404003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0404003
    [10] 潘卫军, 贺强民, 刘涛, 肖龙.  CCD信号自适应采样方法的研究和实现 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 526003-0526003(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0526003
    [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] 张文昱.  时-空过采样系统对点目标成像仿真与验证 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3124-3129.
    [13] 崔珊珊, 孟炳寰, 裘桢炜, 洪津, 邹鹏.  CCD相对光谱响应同步采样方法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3397-3401.
    [14] 李相贤, 罗桂山, 徐亮, 高闽光, 童晶晶, 魏秀丽, 刘娜.  Δ13CO2值傅里叶变换红外光谱检测标准尺度校准方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2959-2964.
    [15] 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.
    [16] 白军科, 刘学斌, 闫鹏, 胡炳樑.  Hadamard变换成像光谱仪实验室辐射定标方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 503-506.
    [17] 粘伟, 刘兆军, 林喆, 吴春楠.  傅里叶光谱仪的光程扫描控制系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2085-2091.
    [18] 佟惠原, 马勇辉, 逯祎, 朱小芳.  大口径空间滤波调制红外光谱仪定标方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 569-573.
    [19] 崔建平, 王吉晖, 金伟其, 白廷柱, 高稚允.  焦平面热成像系统离散采样性能评价方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1973-1978,2007.
    [20] 王心遥, 张珂殊.  基于欠采样的激光测距数字鉴相方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1330-1337.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  570
  • HTML全文浏览量:  109
  • PDF下载量:  78
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-07
  • 修回日期:  2017-08-12
  • 刊出日期:  2018-01-25

FTIR光谱仪中傅里叶插值采样方法的研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0123001
    作者简介:

    李妍(1990-),女,博士生,主要从事傅里叶变换红外光谱学、光学数据采集与处理等相关技术方面的研究。Email:yli@aiofm.ac.cn

基金项目:

国家自然科学基金(41375027,41605015)

  • 中图分类号: O438.2;TP274+.2

摘要: 为解决传统Brault采样方法中参考信号过零点计算复杂、耗时较多的问题,提出了基于傅里叶插值技术寻找过零点的方法。通过与其他插值方法进行比较研究,结果表明,这种方法确保了过零点信息准确性的同时简化了数据处理的复杂度,得到的过零点信息线性拟合系数大于0.999。在2 100~2 200 cm-1波段范围内,当参考激光信号误差较小时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是三次样条插值法所得到的1.03倍,而线性插值方法与傅里叶插值方法得到的结果一致;当参考激光信号误差较大时,傅里叶插值方法得到的仪器SNR是线性插值方法得到的仪器SNR的1.05倍。

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回