傅里叶变换光谱仪具有多通道、高光通量、高光谱分辨率等优点,尤其是在红外光谱测试测量方面有着举足轻重的地位。随着光谱仪市场的不断发展,对仪器的小型化、便携式的要求不断提高,全光纤傅里叶变换光谱仪的研制和发展显得尤为重要。压电陶瓷换能器(PZT)通常应用于全光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)以实现相位调制。用于光纤相位调制的PZT的性能直接影响光学仪器的准确性和可靠性。本文对PZT相位调制的光纤傅里叶变换光谱仪的核心技术做了探索和研究,对造成光谱误差的因素进行了理论分析,提出了补偿方案。根据提出的方法设计了相应的系统,搭建了一套实时补偿的全光纤傅里叶变换光谱仪系统。论文主要内容如下:1)根据傅里叶变换光谱学的基本理论,阐述了干涉模型、光谱分辨率以及仪器截趾函数等基本原理。结合光纤光学及相位调制理论,着重分析了PZT迟滞非线性的性能及其对相位的影响。其次,分别推导了等时间间隔和等光程差间隔的采样方法的采样误差,以及PZT行程相位转折点导致的光谱误差。最后,对光纤材料产生的色散对相位的影响进行推导分析。2)结合PZT性能和光纤色散特征,建立了全光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)理论模型。系统地推导了影响光谱误差和仪器分辨率的主要因素,设计了一套新的FFTS系统,提供了光谱误差的实时补偿方法:一是并绕光纤法:为了解决由于PZT迟滞非线性导致的共模噪声以及不同波段的参考光和测试光引起的光纤器件耦合困难,我们采用双Mach-Zenhder干涉仪,将两者的传感臂缠绕在同一个PZT圆柱体上,实现了双光路经历一致且同步的相位调制。二是单行程扫描采样法:利用FPGA时序控制DAC和ADC电路来实现测试干涉图在PZT的单行程上选择性采样,避免了PZT的相位不连续点产生的光谱伪影。三是通过同时采集由参考干涉仪产生的干涉图,获得窄线宽的激光器光谱,用于对宽光谱的色散效应产生的光谱偏移进行实时校准补偿。3)研制了全光纤傅里叶变换光谱仪系统样机,详细地描述了本光谱仪系统的硬件电路设计和软件上位机设计。硬件电路设计包括光谱信号的光电转换接收电路;信号放大及滤波电路;PZT高压驱动电路;以及基于FPGA+USB的数据采集系统的电路设计和时序控制。软件平台是构建了基于VC的上位机,实现了数据采集、存储和波形显示。4)通过原始干涉图和光谱与补偿后的干涉图和光谱的比较,实验验证了所提的补偿设计方法可以有效地补偿由PZT和光纤色散引起的光谱误差。最后,对本设计下的FFTS样机在应用于实际光谱测量中还可能存在的问题进行了讨论和方案改进。