贾明俊，陆安江，赵 麒，白忠臣，卢学敏，袁钱图

(1贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳 550025;2贵州民族大学机械电子工程学院，贵州贵阳 550025)

0 引言

因为不同物质对于红外光谱的吸收与反射情况不同，近红外光谱分析便成了分析物质的重要方法。FTIR光谱仪就是其中重要使用工具之一[1-3]，此类光谱仪广泛用于化工、军事、农牧业、林业、环保、制药工艺等领域。由于传统的光谱仪体积庞大、延时高、便携性差等缺点[4-8]，无法满足实时在线测试的需求。本文研究了一种实时在线的FTIR光谱仪[9-10]，国内很多光谱仪都是CCD光谱采集系统，本文利用FPGA高速、高效、灵活性强的优势设计了一种硬件描述语言的采集系统[11-15]。通过使用AD7903将采集的光PD信号转换为数字量，利用DAC8568将存入ROM的预制电压数字量转换为模拟量从而驱动MEMS微镜，最终实现的快速FTIR光谱仪最高分辨率达到了0.06 cm-1，具有16位的采样精度与1 MSPS的转换速度。经验证，基本满足了现场在线测试需求。

1 原理分析

如图1所示，本次设计的干涉仪基于迈克尔逊干涉仪原理，采用分波阵面法产生干涉信号，图中虚线表示动镜移动时的位置，整个系统由动镜、定镜、窄带光源、分束器以及探测器构成。动镜与定镜相互垂直且到分束器初始距离相同，且分束器与动镜和定镜分别构成45°夹角。整个工作过程由光源发出入射光，入射光经过分束器，一半的入射光反射到定镜上再经过定镜全反射回分束器经透射到达光电探测器，于此同时，另一半的入射光经过透射到达MEMS动镜，由于动镜的移动而产生光程差，这样就会导致经过动镜全反射的光再经过分束器反射后汇聚在探测器时产生干涉，探测器将干涉信号采集下来。……