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食品安全问题不仅是一个直接影响人们身体健康的重大民生问题,同时还是一个关系国家经济发展与政治稳定的社会安全问题。面对我国食品安全的严峻现实,利用傅里叶变换光谱仪在物质检测分析领域辐射通量大、波数准确、精确度高等优势,结合快速发展的微光机电系统(Micro-Optical-Electro-MechanicalSystem, MOEMS)技术,研究一种可实现食品安全在线检测分析的便携式低成本傅里叶变换红外光谱探测系统具有重要的社会现实意义和科学研究价值。可编程MOEMS数字微镜阵列作为MOEMS技术发展的商品化典型代表,具有空间光束选择功能,可作为光反射式数字开关应用于微型光学系统。文中将其与由平面反射镜和倾斜反射镜构成的改进型迈克尔逊干涉具相配合,在单点探测器的作用下实现光谱探测。由于摒弃了传统傅里叶变换光谱探测系统中的动镜扫描结构,这种基于MOEMS微镜的新型傅里叶变换光谱探测系统具有体积小、成本低、结构简单、抗震性好等优点。本文以该新型傅里叶变换光谱探测系统的工作原理为出发点,主要工作包括:①在近红外波段建立了基于标量衍射理论的MOEMS微镜衍射特性分析模型,探讨了衍射效应对干涉光强探测的影响。分析结果表明若仅考虑MOEMS微镜反射的零级衍射光,则经合理的光学设计仍可不失真地得到复原光谱。分析该光谱探测系统的特性,提出相关设计指标,并利用Zemax软件完成准直与会聚系统的光学设计。②在对系统硬件电路总体规划的基础上,完成了系统电源电路设计,实现了基于FPGA的信号采集模块、MOEMS微镜驱动模块、数据存储模块和USB数据通信模块的光谱探测系统软硬件设计,并在Quarturs II软件中对各模块的逻辑控制时序进行了综合仿真验证。③对系统中各光学单元进行了加工与测试,准直光学系统出射光斑的均匀性与一致性分别高达95.3%与98%,具有较好地准直效果。在系统电源电路纹波测试中,其最大输出纹波电压不超过30mV,纹波系数小于2%。随后在基于FPGA的光谱探测硬件电路测试实验中,各模块均实现了预期功能。在此基础上,本文在900-1700nm波段对系统的性能进行了测试。结果表明,该系统光谱分辨率优于10nm,稳定性优于0.4%,验证了本系统设计的正确性与可行性,具有一定的应用前景。