|
|
|
|
|
Неравномерность изменения разности хода
Принцип интерференционной модуляции, положенный в основу метода Фурье-спектрометрии, использует предположение, что d
=2vt (см. § 4), где v - скорость перемещения зеркала. Однако на практике d
=¦
(t), где вид функции ¦
(t) зависит не только от механизма движения каретки с зеркалом, но также и от помех. Особый интерес представляет случай малых отклонений изменения разности хода от линейного закона:
¦
(t) = 2vt+e
(t) (52)
- 199 -
где e
(t) будем в дальнейшем называть функцией
погрешности,
-средняя скорость перемещения зеркала,
Интерферограмму для монохроматического света найдём в виде
(53)
Второй член в квадратных скобках в аргументе косинуса аналогичен (46). Отсюда следует, что неравномерность изменения разности хода можно трактовать как наиболее общий случай фазовых искажений.
В общем случае, вместо (53), имеем
(54)
В (53)
и (54) w =4p
v
С радиотехнической точки зрения (53) можно рассматривать как общее выражение закона частотной модуляции /111/, если e
(t) определена. При таком представлении g0*(t) есть импульс длительности Т, которому в частотном представлении, кроме несущей частоты w
0, соответствуют две боковые полосы кратных частот, протяжённость которых будет определяться как свойствами e
(t), так и значением l
0. Выражение, аналогичное (53), появляется при исследовании неравномерности движения алмазного резца при нарезке дифракционных решеток. В этом случае боковые полосы в спектрах создают "духи" Роуленда 23). Аналитический спектр g0*(t) удается найти только в случае синусоидальной частотной модуляции.
(55)
23) Последние исследования в этом направлении выполнены Строуком /16,112/.
- 200 -
В этом случае в соответствии с результатами работы Харкевича /111/
(56)
где b
=2p
e
/l
0.
Так как значения Ik(b
) быстро падают при k>b
, то протяжённость боковых полос будет полностью определяться значением модуля b
(рис.9). Следует обратить внимание на то, что первая гармоника слева от основной находится в противофазе. Это очень важное обстоятельство, ибо оно обеспечивает малые изменения в интенсивности основной частоты, несмотря на присутствие развитого спектра боковых полос.
Ж.Конн /61/ показала, что разложение (56) имеет непосредственно практическое применение в Фурье-спектрометрии, так как интерференционный винт, перемещающий каретку, имеет приближённо периодическую функцию ошибки. Для конкретной её оценки Ж.Конн в полосах равной толщины измеряла точность обработки интерференционного винта в своей установке.
Она освещала Фурье-спектрометр кадмиевой линией и зарегистрировала 14100 полос при изменении разности хода на 1 см, при этом одновременно через каждые 100 полос измерялось положение подвижного зеркала с точностью до 0,008 мкм. В результате таких измерений ей удалось обнаружить приближённо периодическое изменение погрешности винта с периодом по разности хода, близким к величине шага винта, Р=1 мм. Максимальная ошибка e
=0,5 мкм. В этом случае кратные волновые числа будут отстоять друг от друга на D
u
=1/2Р=0,5 см-1. Приняв b
=0,2 за допустимое значение, найдем, что e
не должна превышать 0,03l
.
С точки зрения конструкций применение интерференционных винтов может оказаться не всегда целесообразно, особенно при скоростной регистрации.
При других способах регистрации e
(t) может оказаться достаточно произвольной функцией. В связи с этим в работе Паршина /45/
- 201 -
Рис.9. Распределение энергии по гармоникам при синусоидальной частотной модуляции. В скобках при каждом рисунке указаны b
.
разработан общий метод оценки влияния e
(t) на аппаратную функцию с помощью применения ЦВМ. В частности, в этой работе было найдено, что в общем случае
e
(t) = 2kt+e
'(t)+x
(t) (58)
Первый член обычно возникает в результате погрешностей в определении
скорости ,
он не влияет на форму аппаратной функции
и приводит лишь к смещению частоты. Второй член непосредственно характеризует
механизм движения каретки с зеркалом. Третий член связан с появлением случайных
помех, вибраций и шумов при записи интерферограммы.
Оказалось, что при исследовании работы Фурье-спектрометров главную опасность представляет x
(t), в то время как e
'(t) всегда можно учесть /114/.
Интерференционный и растровый методы контроля изменения разности хода в значительной степени понижают требования к механизму изменения разности хода. Однако в дальней И.К. возможно не применять такие методы контроля, что значительно может упростить конструкцию интерферометра. В этом случае исследование e
(t) имеет особо важное значение.
|
|
|
|
|
|
|
|
Copyright
© 1999-2004 MeDia-security,
webmaster@media-security.ru
|
|
|