Спектрорадиометр

Полезная модель относится к области оптического приборостроения и может быть использована при определении спектроэнергетических характеристик излучения подвижных и неподвижных объектов.
Известны спектрометры, построенные по схеме Уолша [В.А.Ватина и др. "Светосильные спектральные приборы", м.1988, стр. 19].
Они включают входной объектив, призменный монохроматор со сканирующим зеркалом Литтрова, приемник излучения и электронный тракт, содержащий модулятор излучения, устанавливаемый в непосредственной близости от входной щели монохроматора.
Недостатком устройства является относительно низкая точность, при работе с подвижными объектами, обусловленная погрешностью привязки регистрируемых спектров к шкале длин волн, возникающая за счет перемещения изображения источника излучения внутри входной щели в процессе сопровождения исследуемого объекта.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является спектрорадиометр [RU 2276336, C1, G01J 3/28, 10.05.2006], включающий оптически сопряженные входной объектив, монохроматор, построенный по схеме Уолша, и приемник излучения, причем, в известном устройстве зеркало Литтрова зафиксировано в положении, обеспечивающем вписывание полного изображения исследуемого спектра внутри выходной щели монохроматора, в плоскости которой размещено сканирующее устройство, включающее непрозрачный элемент, сканирующий в направлении дисперсии.
Недостатком устройства является относительно низкая точность спектральных измерений.
Задача, которая решается в полезной модели, заключается в создании спектрорадиометра, позволяющего производить регистрацию и измерение спектра с более высокой точностью.
Требуемым техническим результатом заключается в повышении точности спектральных измерений.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее телескоп и приемник излучения, согласно полезной модели, введены, интерферометр Майкельсона, первый оптический вход которого соединен с выходом телескопа и который выполнен с возможностью подачи на второй оптический вход излучения лазера, а выход соединен с оптическим входом приемника излучения, электродвигатель, выход которого соединен со входом управления интерферометра Майкельсона, и соединенный с выходом приемника излучения блок обработки информации, выполненный с возможностью отображения спектра сигнала и его характеристик на средствах отображения спектра.
На чертеже представлена функциональная схема спектрорадиометра с взаимодействующими устройствами.
Спектрорадиометр содержит телескоп 1, приемник 2 излучения, интерферометр 3 Майкельсона, первый оптический вход которого соединен с выходом телескопа 1, а также лазер 4, выход которого соединен со вторым оптическим входом интерферометра 3 Майкельсона, первый оптический вход которого соединен с выходом телескопа 1 и который выполнен с возможностью подачи на второй оптический вход излучения лазера 4, а выход соединен с оптическим входом приемника 2 излучения.
Устройство содержит также электродвигатель 5, выход которого соединен со входом управления интерферометра 3 Майкельсона, и соединенный с выходом приемника излучения блок 6 обработки информации, выполненный с возможностью отображения спектра сигнала и его характеристик на средствах 7 отображения спектра. Работает спектрорадиометр следующим образом.
Сигнал от объекта наблюдения поступает через телескоп 2 на интерферометр Майкельсона 3, на другой его вход поступает опорное излучение лазера 4. Двигатель 5 автоматически или по автоматизированному алгоритму перемещает интерферометр 3, что позволяет охватить широкий спектр анализируемого излучения. Сигнал с выхода приемника 2 излучения поступает в блок 6 обработки информации, где происходит выделение и измерение спектральных составляющих спектра излучения с возможностью их отображения на средствах 7 отображения, например, на экране компьютера.
В блоке 6 производится преобразование аналогового сигнала интерферограммы в цифровую форму. Он состоит из 18-битного аналого-цифрового преобразователя и микроконтроллера, обеспечивающего USB-интерфейс и интерфейс обмена с компьютером по протоколу обмена USB-1,1, если средства 7 отображения выполнены в виде компьютера. Микроконтроллер синхронизирован с работой электродвигателя 5 и по сигналу начала перемещения интерферометра 3 побайтно принимает код интерферограммы спектрометра и передает его в компьютер в режиме DMA.
Таким образом, благодаря предложенной конструкции спектрорадиометра, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении точности спектральных измерений.