Analysis of a Fourier transform spectrometer with embedded speed disturbance correction

The Fourier transform spectrometer (FTS) is an instrument that has the ability to provide the spectra of light with one single measurement. The results given by this type of instruments are very sensitive to vibrations during the measurement. The Micro-MIMA (Micro Martian Infrared Mapper) was designed to analyze the Martian atmosphere as well as the changes the atmosphere presents over time through its IR absorption spectra. To prevent the distortions that can lead to incorrect spectral measurements, a feasibility analysis of the motion generating system is performed. Disturbances in the apparatus come from mechanical vibration sources, leading to a phase error, among others. In this work, the behavior of the motion of the apparatus is evaluated in three stages; the mechanical feasibility evaluates the behavior of the physical motion that is generated by the mock up instrument, by means of numerical simulations of the components. The signal generation feasibility evaluates the error introduced by the type of input the apparatus used, by means of experimental evaluations of different input signals. The disturbance correction feasibility evaluates the performance of two algorithms by numerically simulating the response of the instrument assuming harmonic and nonharmonic speed disturbances to the spectrum signals. In this work, the behavior of the motion of the apparatus is evaluated in three stages; the mechanical feasibility evaluates the behavior of the physical motion that is generated by the mock up instrument, by means of numerical simulations of the components. The signal generation feasibility evaluates error that is introduced by the type of input the apparatus uses, by means of experimental evaluations of different input signals. The disturbance correction feasibility evaluates the performance of two algorithms by numerically simulating the response of the instrument assuming nonharmonic speed disturbances to nonharmonic spectrum signals.

Lo Spettroscopio della trasformata di Fourier è uno strumento che ha la capacità di registrare l’intero spettro di luce con una singola misurazione. I risultati forniti da questo tipo di strumenti sono molto sensibili ai vibrazioni durante a misura. Il Micro-MIMA (Micro Martian Infrared Mapper) è stato progettato per analizare l'atmosfera marziana, così come i cambiamenti che l'atmosfera presenta nel corso del tempo attraverso il suo spettro di assorbimento IR. Per evitare le distorsioni che possono derivare da misurazioni spettrali errate, viene effettuata un'analisi del sistema di generazione del movimento, prendendo anche in considerazione che i disturbi dell'apparato possano provenire da vibrazioni meccaniche, portando ad un errore di fase, o altro. In questo lavoro, il comportamento del moto dell'apparato è valutato in tre fasi; l'analisi meccanica valuta il comportamento del movimento fisico che viene generato dal prototipo dello strumento, mediante simulazioni numeriche dei componenti e successivamente validato da prove sperimentali. L'analisi di generazione del segnale che valuta l’errore introdotto dal tipo di input dell'apparecchiatura utilizzata, e sperimentalmente valuta diversi segnali de ingresso. L’analisi di generazione del segnale valuta l’errore introdotto dal tipo di input dell’ apparecchiatura utilizzata e valuta sperimentalmente i diversi segnali di ingresso.L'analisi di correzione dei disturbi valuta l'andamento dei due algoritmi simulando numericamente la risposta dello strumento, ipotizzando disturbi di velocità armonica e monoarmonica a segnali dello spettro.