[發(fā)明專利]一種基于游標(biāo)效應(yīng)的光譜解調(diào)方法及其解調(diào)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710995927.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN107860405B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯平;廖浩;劉德明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/26
• 分類號(hào): G01D5/26;G01B9/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

1.一種基于游標(biāo)效應(yīng)的光譜解調(diào)方法，級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜為由兩個(gè)串聯(lián)的光纖干涉儀在入射寬譜激光后輸出，其中一個(gè)光纖干涉儀采集外界被測(cè)信號(hào)，其特征在于，該方法包括如下步驟：

對(duì)級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜進(jìn)行光譜頻譜轉(zhuǎn)換獲得空間頻率頻譜；

提取空間頻率頻譜中頻率值最小的一簇頻率中主頻率獲得級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)所對(duì)應(yīng)的頻率成分；其中，主頻率為空間頻率頻譜中頻率值最小的一簇頻率中幅值最大的頻率；

對(duì)級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)所對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行頻譜光譜轉(zhuǎn)換級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)；

提取級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)的峰值波長(zhǎng)或者谷值波長(zhǎng)的漂移，通過光譜的漂移量可以得到外界參量的變化量。

2.如權(quán)利要求1所述基于游標(biāo)效應(yīng)的光譜解調(diào)方法，其特征在于，所述光纖干涉儀為光纖在線馬赫澤德干涉儀或雙光束干涉儀。

3.如權(quán)利要求1或2所述基于游標(biāo)效應(yīng)的光譜解調(diào)方法，其特征在于，提取空間頻率頻譜中頻率值最小的一簇頻率中幅值最大的頻率通過一階高斯濾波器提取，一階高斯濾波器的中心頻率同主頻率相同。

4.如權(quán)利要求1或2所述基于游標(biāo)效應(yīng)的光譜解調(diào)方法，其特征在于，光譜頻譜轉(zhuǎn)換為傅里葉變換或者快速傅里葉變換，頻譜光譜轉(zhuǎn)換為逆傅里葉變換或者逆快速傅里葉變換。

5.一種基于權(quán)利要求1所述的解調(diào)方法的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，包括：

光譜獲取單元，其輸入端用于與級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)一端連接，用于獲得并將級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)在寬譜光源射入下的輸出光信號(hào)的光譜并作為級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜輸出，其中，級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)為串聯(lián)的傳感光纖干涉儀和參考光纖干涉儀；傳感光纖干涉儀能夠測(cè)量被測(cè)信號(hào)；

光譜頻譜轉(zhuǎn)化單元，其輸入端與光譜獲取單元的輸出端連接，用于對(duì)級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜進(jìn)行傅里葉變換輸出空間頻率頻譜；

頻譜提取單元，其輸入端與光譜頻譜轉(zhuǎn)化單元的輸出端連接，用于提取并將空間頻率頻譜中頻率值最小的一簇頻率中主頻率并作為級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)所對(duì)應(yīng)的頻率成分輸出；

頻譜光譜轉(zhuǎn)化單元，其輸入端與頻譜提取單元的輸出端連接，用于對(duì)級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)所對(duì)應(yīng)的頻率成分進(jìn)行逆傅里葉變換輸出級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)；

漂移量獲取單元，其輸入端與頻譜光譜轉(zhuǎn)化單元的輸出端連接，用于提取并輸出級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜包絡(luò)的波長(zhǎng)或者波谷的漂移量。

6.如權(quán)利要求5所述的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，解調(diào)裝置還包括依次串聯(lián)的寬帶光源、傳感光纖干涉儀以及參考光纖干涉儀；

寬帶光源用于輸出寬帶激光；傳感光纖干涉儀用于通過被測(cè)信號(hào)改變光纖干涉儀有效長(zhǎng)度使對(duì)寬帶激光進(jìn)行調(diào)制處理后輸出傳感干涉光信號(hào)發(fā)生漂移；參考光纖干涉儀用于對(duì)發(fā)生漂移的傳感干涉光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制處理輸出級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜。

7.如權(quán)利要求5所述的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，解調(diào)裝置還包括依次串聯(lián)的寬帶光源、參考光纖干涉儀以及傳感光纖干涉儀；

寬帶光源用于輸出寬帶激光；參考光纖干涉儀用于對(duì)寬帶激光進(jìn)行調(diào)制處理后輸出參考干涉光信號(hào)；傳感光纖干涉儀用于通過被測(cè)信號(hào)改變光纖干涉儀有效長(zhǎng)度使對(duì)參考干涉光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制處理輸出級(jí)聯(lián)干涉信號(hào)發(fā)生漂移，輸出級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜。

8.如權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，光纖干涉儀為光纖在線馬赫澤德干涉儀或雙光束干涉儀。

9.如權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，控制參考光纖在線馬赫澤德干涉儀的干涉光譜的相鄰諧振波長(zhǎng)間隔與傳感光纖在線馬赫澤德干涉儀的干涉光譜的相鄰諧振波長(zhǎng)間隔之差，使得在寬帶激光輸入情況下級(jí)聯(lián)游標(biāo)光譜的包絡(luò)至少有一個(gè)完整周期。

10.如權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的光譜解調(diào)裝置，其特征在于，光纖在線馬赫澤德干涉儀為錯(cuò)位熔接結(jié)構(gòu)、凸起錐結(jié)構(gòu)、陡變錐結(jié)構(gòu)、光纖微彎曲結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)或光子晶體光纖空氣孔塌陷結(jié)構(gòu)。