ИК фурье-спектрометры для научных исследований и прикладных применений
Разработка принципа непрерывного сканирования для фурье-спектрометра высокого разрешения. Исследование и создание быстросканирующего фурье-спектрометра субмиллиметрового диапазона. Изучение и анализ метода повышения отношения сигнал/шум в спектре.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.02.2018 |
| Размер файла | 709,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
5. Разработан и изготовлен Оптоволоконный ИК фурье-спектрометр. Исследованы особенности его функционирования и использования, позволяющие проводить спектральные измерения различных объектов без пробоподготовки (in vivo для живых систем).
6. Проведены исследования, разработан и изготовлен макет многоцелевого ИК фурье-спектрорадиометра для изучения земной поверхности и атмосферы с борта спутника. Разработана оптическая схема прибора. Исследованы основные принципы его построения и функционирования.
7. Исследованы требования к стабилизации скорости изменения оптической разности хода в фурье-спектрометре при непрерывном сканировании. Установлены зависимости, связывающие отношение сигнал/шум в спектре с нестабильностью этой скорости, радиусом корреляции ее флуктуаций в интерферограмме и частотными характеристиками приемного и референтного трактов.
8. Проведено исследование метода улучшения сигнал/шум в спектре посредством предварительного суммирования интерферограмм. Исследовано влияние ошибок измерения оптической разности хода регистрируемых интерферограмм на спектр, получаемый из суммарной интерферограммы. Выведены соотношения, связывающие шумовые характеристики спектра со среднеквадратичным отклонением ошибки в определении шкалы оптической разности хода отдельной интерферограммы. Установлены общие зависимости, связывающие отношение сигнал/шум в спектрах единичной и суммарной интерферограмм.
9. Проведены исследование и разработка нового класса оптимальных функций аподизации, позволяющих получить максимально возможное спектральное разрешение при заданном уровне боковых лепестков аппаратной функции. Предложена методика расчета квазиоптимальных функций аподизации, характеристики которых могут сколь угодно близко приближены к оптимальным, а сами функции могут эффективно использоваться при обработке интерферограмм.
10. В результате исследований, проведенных в диссертации, разработано и создано семейство специализированных ИК фурье-спектрометров, предназначенных для научных экспериментов в различных областях физики, химии, биофизики, материаловедения и прикладных применений в производственных технологических линиях и контроле состава и качества различных веществ и видов продукции. Исследованы технические требования к элементам фурье-спектрометра, обеспечивающие его эффективную работу. Разработаны, исследованы и внедрены ряд алгоритмических и аппаратных методов обработки спектральной информации с целью повышения разрешающей силы и отношения сигнал/шум в получаемом спектре.
Основные научные результаты получены впервые и опубликованы в журналах, рекомендуемых ВАК.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах
1. Вагин В.А., Лапшин В.И. Металло-пленочные поляризаторы (мпп) субмиллиметрового диапазона // Препринт ФИАН, 1972. - №79. - 50 с.
2. Букреев B.C., Балашов А.А., Вагин В.А. Отражатели для интерферометра Фурье-спектрометра высокого разрешения // ПТЭ, 1974. - № 4. - с.175-177.
3. Букреев B.C., Вагин В.А. Анализ ошибок определения оптической разности хода в фурье- спектрометре высокого разрешения // Журнал ЖПС, 1975. - т.XXIII, вып. 4. - с.717 - 719.
4. Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н. Интерферометр с высокой степенью компенсации фазовых искажений в светоделителе // Авт. свидет. №508665, Бюл. изобр. №12, 1976.
5. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н., Культепин Н.Г., Нестерук И.Н., Перминов Е.Б. Фурье-спектрометр высокого разрешения (0,01 см-1) для спектральной области 0,6-100 мкм // Препринт ИСАН, 1976. - № 10/130. - 52 с.
6. Balashov A.A., Bukreev V.S., Vagin V.A., Kultepin N.G., Nesteruk I.N., Zhizhin G.N. Fourier-transform spectrometer for 0.6 - 100 m with resolution 0.01 - 0.005 cm -1 // IV-th International seminar on high resolution infrared spectroscopy. Abstracts of papers, Liblice near Prague, 1976.
7. Balashov A.A., Bukreev V.S., Vagin V.A., Perminov E.B., Zhizhin G.N. Infrared luminescence studied of Dy 2+ - doped CaF2 at helium temperature on high resolution Fourier spectrometer // IV-th International seminar on high resolution infrared spectroscopy. Abstracts of papers, Liblice near Prague, 1976.
8. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н. Интерферометр с улучшенной компенсацией фазовых искажений в светоделителе // ПТЭ, 1977. - № 2. - с.191-193.
9. Балашов А.А., Багданскис Н.И., Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н., Культепин Н.Г., Нестерук И.Н. Инфракрасный измерительный комплекс высокого разрешения института спектроскопии АН СССР // XVIII съезд по спектроскопии, Тезисы докладов, г. Горький, 1977. с.57.
10. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н., Культепин Н.Г., Нестерук И.Н. Фурье-спектрометр высокого разрешения УФС-01 // ПТЭ, 1978. - № 2. - с.268.
11. Balashov A., Bukreev V., Nesteruk I., Perminov E., Vagin V., Zhizhin G. High resolution Fourier transform spectrometer (0.005 cm-1) - for the 0.6-100 m spectral range // Applied Optics, 1978. - V.17. - Nо.11. - p.1716-1722.
12. Букреев В.С., Вагин В.А., Горелов Б.А., Иванов Е.Т., Культепин Н.Г., Шишковский В.С. Система управления, накопления и обработки спектральной информации фурье-спектрометра высокого разрешения // IV международн. Конференция по применению эвм в химии и хим. образовании. Тезисы докладов, Новосибирск, 1978. с.17.
13. Букреев В.С., Вагин В.А. Выбор световых диафрагм предварительного монохроматора фурье-спектрометра высокого разрешения УФС-02 // Журнал ЖПС, 1979, т.XXXI, вып. 1. - с. 30-34.
14. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Жижин Г.Н., Культепин Н.Г., Нестерук И.Н. Фурье-спектрометры высокого разрешения. Приборы для научных исследований // Сб. докл. Изд. СЭВ, т.1, Москва, 1980. - с.76-80.
15. Букреев B.C., Вагин В.А., Культепин Н.Г. Интерференционный измеритель перемещения // Измерительная техника, 1980. -№7.- с.16-18.
16. Вагин В.А. Оптимальная аподизация в фурье-спектрометрии // Журнал «Оптика и спектроскопия», 1980. - т.48, в.2. - с.340-344.
17. Вагин В.А. Метод численного накопления в фурье-спектрометрии // Журнал ЖПС, 1981. - т.XXXIV, в.4. - с.719-723.
18. Вагин В.А. Квазиоптимальная аподизация в фурье-спектрометрии // Журнал «Оптика и спектроскопия», 1983. - т.54, в.2. - с.355-359.
19. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Дроздов В.Н., Культепин Н.Г. Комплекс Фурье-спектрометра высокого разрешения УФС-02 // ПТЭ, 1983. - № 3. - с.239.
20. Андреев B.C., Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Висковатых А.В., Давыдов А.Е., Капустин С.А., Культепин Н.Г., Руренко А.А. Инфракрасный Фурье-спектрометр ФС-01 // ПТЭ, 1983. - № 5. - с.229-230.
21. Вагин В.А. Требования к стабилизации скорости подвижного отражателя в интерферометре фурье-спектрометра при непрерывном сканировании // Журнал ЖПС, 1984. - т.41, в.4, - с.635-641.
22. Agladze N.I., Balashov A.A., Bukreev V.S., Kultepin N.G., Popova M.N., Vagin V.A., Vinogradov E.A., Zhizhin G.N. New high resolution infrared Fourier-transform spectrometer and the first results in atomic, molecular and crystal spectroscopy // In: 1985 Int. Conf. on Fourier and Computerized IR Spectroscopy, ed. J.Grasselli & D.Cameron, SPIE, 1985. - p.452-453.
23. Вагин В.А. Накопление интерферограмм в фурье-спектрометре // Журнал «Оптика и спектроскопия», 1985. - т.58, в.1. - с.162-166.
24. Балашов А.А., Вагин В.А., Челноков А.И. Сканирующее устройство для получения разности хода в двухлучевом интерферометре // Автор. свид. № 1300294, 1987.
25. Агладзе Н.И., Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Виноградов Е.А., Жижин Г.Н., Культепин Н.Г., Попова М.Н. Инфракрасный Фурье-спектрометр быстрого сканирования с разрешением 0,005 см-1 // Сборник "Фурье-спектроскопия и современные проблемы физики и химии поверхности", Научный совет по проблеме "Спектроскопия атомов и молекул АН СССР", г.Москва, 1988. - с.83-114.
26. Балашов А.А., Букреев B.C., Вагин В.А., Висковатых А.В. Инфракрасный Фурье-спектрометр быстрого сканирования ФС-01 // Сборник "Фурье-спектроскопия и современные проблемы физики и химии поверхности", Научный совет по проблеме "Спектроскопия атомов и молекул" АН СССР, г.Москва,1988. - с.128-147.
27. Вагин В.А., Гершун М.А., Жижин Г.Н., Тарасов К.И. Светосильные спектральные приборы // Книга под ред. К.И.Тарасова. М.: Наука., Гл.ред. физ.-мат.лит., 1988 г.
28. Балашов А.А., Вагин В.А., Челноков А.И. Фурье-спектрометр // Автор. свид. № 1492890, 1989.
29. Балашов А.А., Вагин В.А. Разработка Фурье-спектрометров в ЦКБ Уникального приборостроения АН СССР // Компьютерная оптика, 1989. - Вып.4. - с.89-103.
30. Балашов А.А., Вагин В.А., Жижин Г.Н. Современные Фурье-спектрометры - новая ветвь компьютеризированной техники // Компьютерная оптика, 1989. - Вып.4. - с. 78-89.
31. Балашов А.А., Вагин В.А., Челноков А.И. Быстросканирующий Фурье-спектрорадиометр БФС-01 // Компьютерная оптика, 1989. - Вып.6. - с.72-80.
32. Вагин В.А., Рейзин И.Б. Применение модели авторегрессии и скользящего среднего для спектрального оценивания в Фурье-спектроскопии // Компьютерная оптика, 1989. - Вып.6. - с.80-88.
33. Балашов А.А., Вагин В.А., Висковатых А.В., Станский Л.И. Двухлучевой Фурье-спектрометр // Автор. свид. №1649892, 1991.
34. Balashov A.A., Zhizhin G.N., Chelnokov A.I., Vagin V.A. Fast-scanning Fourie-spectroradiometr BFS-1 // 7-th International Conference on Fourier Transform Spectroscopy, SPIE, 1989. - V. 1145. - р.395-396.
35. Balashov A.A., Zhizhin G.N., Vagin V.A. Modern Fourier-spectrometers - a new branch of computerized optical instrumentation // Computer Optics, 1990. - V.2. - №2. - р.173-180.
36. Balashov A.A., Vagin V.A. Development of Fourier-spectrometers in the Soviet Union // Computer Optics, 1990. - V.2. - №2. - р.181-190.
37. Balashov A.A., Vagin V.A., Viskovatich A.V., Grishkovski B., Lasarev Y.A., Terpugov Е. Two-channel Fourier Spectrometer for biophysical studies // The 8-th International Conference on Fourier Transform Spectroscopy. - SPIE, 1991. - V.1575. - p.182-183.
38. Чечкенев И.В., Сизов А.Б., Балашов А.А., Вагин В.А., Григорьев В.Г., Наметкин О.П., Лазарев Е.С., Калинин Л.Л., Михайлов А.М. Автоматизированный способ идентификации и определения кондиционности нефтепродуктов // Патент России, № 2075062, 1997.
39. Алаторцев Е.И., Балашов А.А., Вагин В.А., Висковатых А.В., Калинин Л.Л., Хорохорин А.И., Чечкенев И.В. Автоматизированная система идентификации и контроля качества горючего на основе Фурье-спектрометра АФ-1 // Оптический журнал, 1999. - №10. - с.113-114.
40. Балашов А.А., Вагин В.А., Висковатых А.В., Жижин Г.Н., Пустовойт В.И., Хорохорин А.И. Аналитический Фурье-спектрометр АФ-1 широкого применения // ПТЭ, 2003. - №2. - с.87-89.
41. Alatortsev E.I., Balashov A.A., Pustovoit V.I., Khorokhorin A.I.,Vagin V.A., Viskovatich A.V., Zhizhin G.N. Application of Fourier-transform spectrometer AF-1 for automation system of identification and quality control of fuels // Intern. Conference “Spectroscopy in Special Application”. Abstracts of Papers, Kyiv, Ukraine, 2003.
42. Вагин В.А., Кирьянов А.П., Чурсин В.И., Маллашхбанов Ш.А., Шапкарин И.П. Интерференционная ИК Фурье-спектрометрия в легкой промышленности. // Сб. «Наука и образование Новые технологии», вып.6, МГУДТ, 2004 г.
43. Kiryanov A., Vaguine V. The IR light's passage through a corner reflector // International Conference “Micro-and nanoelectronics 2005”, Book of ABSTRACTS, Moscow, Zvenigorod, 2005.
44. Вагин В.А., Мошкин Б.Е. Фурье-спектрометр // Патент России. Полезная модель. Ru 49977 U1 Опубликовано 10.12.2005, Бюл.№34.
45. Вагин В.А., Мошкин Б.Е. Фурье-спектрометр // Патент России. RU 2287784 C1 Опубликовано 20.11.2006, Бюл.№32.
46. Балашов А.А., Вагин В.А., Висковатых А.В., Жижин Г.Н., Пустовойт В.И., Хорохорин А.И. Фурье-спектрометры непрерывного сканирования. // Успехи современной радиоэлектроники, 2006, №9, с.70-82.
47. Вагин В.А., Григорьев А.В., Мошкин Б.Е. На пути к миниатюрному Фурье-спектрометру // Космическое приборостроение. Сб. трудов выездного семинара под редакцией Р.Р.Назирова. Россия, Таруса, 7-9 июня 2006 Ротапринт ИКИ РАН с.192-200.
48. Balashov A.A., Bogomolov G.D., Kiryanov A.P., Nikitin A.K., Pustovoit V.I., Zhizhin G.N. Asymmetric static Forier-spectrometer for solid's surfaces and nano-films study // Vibrational spectroscopy, 2007, №43, с.46-48.
49. Вагин В.А., Кравченко В.Ф., Хитров О.В. Новые весовые функции аподизации Кравченко в задачах Фурье - спектроскопии // 2-я Международная конференция «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации» (ARMIMR-2007), Суздаль, 25-27 сентября 2007 г.
50. Balashov A.A., Bogomolov G.D., Kiryanov A.P., Nikitin A.K., Pustovoit V.I., Zhizhin G.N. Static Forier-spectrometer for solid surfaces studies in far infrared // The Joint 32nd International Conference on Infrared and Millimetre Waves (IRMMW-THz 2007), United Kingdom, Cardiff, September 2-7, 2007. - Talk No 5214. - p.991-992.
51. Балашов А.А., Вагин В.А., Котлов В.И., Мошкин Б.Е., Хитров О.В., Хорохорин А.И. Портативный переносной инфракрасный фурье-спектрометр ПАК-Б // ПТЭ, 2008. - №1. - с.179.
52. Вагин В.А., Кравченко В.Ф., Пустовойт В.И., Хитров О.В. Функции аподизации Кравченко-Котельникова при восстановление спектра методом Формана // Труды Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени А.С.Попова. Серия: научная сессия, посвященная дню радио. Выпуск: LXІІІ. Москва 2008. -с.68-69.
53. Вагин В.А., Б.Е.Мошкин, В.А. Петров, М.А. Шилов. Экспериментальный фурье-спектрометр МЦФС-1 // 1ая конференция МАА-РАКЦ «Космос для человечества». 21-23 мая 2008, г. Королёв, Московская область, Россия. Сборник тезисов, с.149 - 150.
54. Вагин В.А., Кравченко В.Ф., Пустовойт В.И., Хитров О.В. Аподизация корректирующей функции в методе восстановления спектра по Форману // Тезисы докладов на XI Всероссийской школы-семинара «волновые явления в неоднородных средах» Звенигород Московская область 26-31 мая, 2008. ч.5. -с.5 -7.
55. Вагин В.А., Хитров О.В. Весовые функции Кравченко-Котельникова в спектроскопии цифровых сигналов // Электромагнитный волны и электронные системы, №12,т.13, 2008 г., с. 75-80.
56. Балашов А.А., Вагин В.А., Б.Е.Мошкин, В.А. Петров, М.А. Шилов, Хорохорин А.И. Экспериментальный фурье-спектрометр МЦФС-1 // 5-я Научно-техническая конференция «Системы наблюдения и дистанционного зондирования земли». г.Адлер, 15-20 сентября 2008 г. Тезисы докладов. С. 131-132.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика строения сетчатки. Динамическая Фурье голограмма. Проблемы, связанные с Фурье-оптикой. Процесс построения действительного изображения. Способы создания 3D изображения к кино. Функциональная схема Фурье-фотоаппарата и проектора.
творческая работа [379,8 K], добавлен 04.05.2012Расчет спектральных коэффициентов ряда Фурье. Временная и спектральная диаграмма сигнала. Автокорреляционная функция, формулы для её расчета. Электрическая схема модулятора шумоподобного сигнала. Коэффициенты передачи линейного дискретного фильтра.
контрольная работа [1021,0 K], добавлен 12.11.2012Принципы преобразований Фурье, основные правила и значение данного процесса. Особенности применения соответствующих рядов в современной электронике. Анализ примеров решения задач. Комплексы напряжения и тока, их применение в показательную форму.
презентация [304,5 K], добавлен 22.03.2015Основная идея использования метода анализа размерностей. Понятие о безразмерных величинах. Основные понятия теории подобия. Метод масштабных преобразований. Первая теорема Ньютона. Критерий Нуссельта, Фурье, Эйлера. Подобие нестационарных процессов.
реферат [570,2 K], добавлен 23.12.2014Нахождение дискретных преобразований Фурье заданного дискретного сигнала. Односторонний и двусторонний спектры сигнала. Расчет отсчетов дискретного сигнала по полученному спектру. Восстановление аналогового сигнала по спектру дискретного сигнала.
курсовая работа [986,2 K], добавлен 03.12.2009Понятие и назначение магнитных экранов. Виды экранирования, определение его эффективности. Расчет параметров магнитного экрана с применением метода Фурье для интегрирования уравнения Лапласа. Подтверждение полученных результатов с помощью программы ELCUT.
курсовая работа [179,8 K], добавлен 17.06.2013Описание процесса распространения электромагнитной волны в волноводе дифференциальным уравнением. Исследование сходимости ряда аналитического решения. Вычисление функций Бесселя. Сравнение теоретической и практической оценок количества членов ряда Фурье.
курсовая работа [870,1 K], добавлен 27.02.2014Изучение понятия математической физики. Действительная и комплексная формы интеграла Фурье. Оригинал, изображение и операция над ними. Основные свойства преобразования Лапласа. Применение интегральных преобразований при интегрировании уравнений матфизики.
курсовая работа [281,3 K], добавлен 05.04.2014Способы преобразования звука. Применение преобразования Фурье в цифровой обработке звука. Свойства дискретного преобразования Фурье. Медианная фильтрация одномерных сигналов. Применение вейвлет-анализа для определения границ речи в зашумленном сигнале.
курсовая работа [496,8 K], добавлен 18.05.2014Содержание закона Фурье. Расчет коэффициентов теплопроводности для металлов, неметаллов, жидкостей. Причины зависимости теплопроводности от влажности материала и направления теплового потока. Определение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции.
контрольная работа [161,2 K], добавлен 22.01.2012Исходные соотношения теории теплопроводности и термоупругости тонких изотропных оболочек. Применение двумерного интегрального преобразования Фурье к исходным соотношениям. Сведение задачи теплопроводности к системам сингулярных интегральных уравнений.
дипломная работа [405,8 K], добавлен 11.06.2013Возможности развития двумерной спектроскопии ЯМР. Использование методов Фурье-спектроскопии с использованием Фурье-преобразования в процессе проведения двумерного ЯМР-эксперимента, обработка данных. Корреляция и ее значение в гетероядерном случае.
реферат [1,0 M], добавлен 27.08.2009Явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому, от одной его части к другой. Теплопроводность через однослойную, многослойную и цилиндрическую стенки. Определение параметров теплопроводности в законе Фурье. Примеры теплопроводности в жизни.
презентация [416,0 K], добавлен 14.11.2015Решение уравнений состояния численным методом. Анализ цепи операторным методом при апериодическом воздействии. Определение функции передачи, её нулей и полюсов. Определение переходной и импульсной функции. Разложение в ряд Фурье периодической функции.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.03.2009Общая характеристика методов, применяемых для измерения параметров капилляров фильер: голографической интерферометрии, Фурье-оптики, микроскопический. Сравнительный анализ рассмотренных методов, определение их основных преимуществ и недостатков.
контрольная работа [450,0 K], добавлен 20.05.2013Разложение периодической функции входного напряжения в ряд Фурье. Расчет гармонических составляющих токов при действии на входе цепи напряжения из 10 составляющих. Построение графика изменения входного напряжения и тока в течение одного периода в 1 ветви.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.04.2014Определение охлаждения (нагревания) бесконечно длинного цилиндра и шара. Расчет корней уравнения для бесконечно цилиндра. Влияние формы тела на охлаждение/нагревание. Дифференциальное уравнение Фурье. Средняя безразмерная температура параллелепипеда.
презентация [643,5 K], добавлен 15.03.2014Спектральная плотность непериодического импульса, ее модуль и аргумент. Моделирование цепи для периодического или непериодического воздействия при помощи программы EWB 5.12. Прямое преобразование Фурье. Основные виды импульсов входного сигнала.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.11.2012Исходная математическая форма ряда Фурье. Спектр простого гармонического сигнала, периодического аналогового сигнала, бинарного периодического сигнала. Графическое представление объема сигнала. Амплитудная модуляция. Амплитудно-импульсная модуляция.
реферат [389,5 K], добавлен 07.08.2008Исследование метода анализа состава вещества, основанного на определении отношения массы частицы к её заряду. Принципиальное устройство масс-спектрометра. Электронная и химическая ионизация. Особенности разделения ионов анализатором масс. Типы детекторов.
презентация [3,2 M], добавлен 05.01.2014
