[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)雙光梳光譜補(bǔ)償信號(hào)提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610308996.1
• 申請(qǐng)日: 2016-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105823559B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾和平;楊康文;郝強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海朗研光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J3/45
• 分類號(hào): G01J3/45
• 代理公司: 上海藍(lán)迪專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)31215
• 代理人: 徐筱梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于基于邁克爾遜干涉儀的自適應(yīng)雙光梳光譜補(bǔ)償信號(hào)提取方法。

背景技術(shù)

雙光梳光譜技術(shù)作為近年來(lái)科研領(lǐng)域的前沿課題，能極大的提高光譜探測(cè)的精度。雙光梳光譜探測(cè)技術(shù)相比傳統(tǒng)技術(shù)有兩個(gè)改進(jìn)，一是采用光梳替代傳統(tǒng)光源，作為標(biāo)準(zhǔn)的頻率譜線位置更穩(wěn)定，線寬更窄，精度更高；另一個(gè)是采用兩個(gè)重復(fù)頻率略有差異的光梳同時(shí)測(cè)量，一個(gè)作為參考光梳，一個(gè)作為激發(fā)光梳，類似于游標(biāo)卡尺的主尺和副尺，通過(guò)頻率錯(cuò)位和拍頻探測(cè)，進(jìn)一步提高頻率測(cè)量的精度。近期發(fā)展起來(lái)的自適應(yīng)雙光梳光譜技術(shù)，采用兩臺(tái)窄線寬連續(xù)激光器和兩臺(tái)超短脈沖激光器拍頻，再經(jīng)過(guò)電路混頻、倍頻、放大、濾波處理，獲得表征兩臺(tái)超短脈沖激光器相對(duì)重復(fù)頻率抖動(dòng)和相對(duì)載波包絡(luò)相位抖動(dòng)的補(bǔ)償信號(hào)，表征相對(duì)重復(fù)頻率抖動(dòng)的信號(hào)用于光譜探測(cè)過(guò)程中的異步采樣，表征相對(duì)載波包絡(luò)相位抖動(dòng)的信號(hào)用于光譜干涉信號(hào)混頻，最終在信號(hào)處理階段消除抖動(dòng)的影響，實(shí)現(xiàn)高精度光譜探測(cè)。

目前的自適應(yīng)雙光梳光譜系統(tǒng)中，補(bǔ)償信號(hào)的源頭來(lái)自兩臺(tái)窄線寬連續(xù)激光器和兩臺(tái)超短脈沖激光器的相互光學(xué)拍頻，由于環(huán)境溫度、振動(dòng)變化，每臺(tái)窄線寬激光器或者超短脈沖激光器的光頻會(huì)隨時(shí)間隨機(jī)飄移，因此，光學(xué)拍頻信號(hào)的中心頻率也會(huì)隨時(shí)間隨機(jī)飄移，并且飄移范圍非常大，很容易超出電路濾波器的帶寬，導(dǎo)致拍頻信號(hào)丟失，電路處理模塊失效，自適應(yīng)補(bǔ)償系統(tǒng)工作異常。為控制窄線寬連續(xù)激光器和超短脈沖激光器的光學(xué)拍頻信號(hào)飄移范圍，可以通過(guò)建立負(fù)反饋環(huán)路，通過(guò)調(diào)節(jié)連續(xù)激光器的溫度、泵浦功率或者脈沖激光器的重復(fù)頻率等參數(shù)，將兩者的拍頻飄移控制在后續(xù)電路濾波器的帶寬之內(nèi)，但是這種負(fù)反饋的補(bǔ)償方式必然會(huì)對(duì)自適應(yīng)光梳光譜造成干擾，降低系統(tǒng)的測(cè)量精度。

現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)雙光梳光譜系統(tǒng)，其補(bǔ)償信號(hào)提取方式必須首先使用窄線寬連續(xù)激光器與超短脈沖激光器光學(xué)拍頻，存在拍頻信號(hào)丟失的重大隱患，影響系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種自適應(yīng)雙光梳光譜補(bǔ)償信號(hào)提取方法，采用兩個(gè)獨(dú)立的邁克爾遜干涉儀分別測(cè)量?jī)膳_(tái)超短脈沖激光器的頻率抖動(dòng)，利用時(shí)域延時(shí)和頻域選擇的方式，提取出表征兩臺(tái)脈沖激光器相對(duì)重復(fù)頻率抖動(dòng)和相對(duì)載波包絡(luò)相位抖動(dòng)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙光梳光譜測(cè)量，無(wú)需對(duì)脈沖激光器進(jìn)行重復(fù)頻率或者載波包絡(luò)相位的主動(dòng)控制，避免了傳統(tǒng)自適應(yīng)雙光梳光譜補(bǔ)償信號(hào)提取方式中窄線寬連續(xù)光與超短脈沖激光的光頻飄移，保證拍頻信號(hào)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，較好的解決了光學(xué)拍頻信號(hào)飄移導(dǎo)致的補(bǔ)償信號(hào)丟失問(wèn)題，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，大大提高了自適應(yīng)雙光梳光譜測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。