[發(fā)明專利]一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法與裝置

有效

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113310575B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉加慶;盛立文;杜特;陳豪強;宋平;劉志明;劉磊;李志增;吳威;項國慶;聶建華;閆繼送
• 申請（專利權）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本發(fā)明提供了一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法與裝置。該方法包括：獲取測量光譜信號，采用s?g算法對測量光譜信號進行濾波處理，得到第一濾波光譜信號；基于k階自相關算法對第一濾波光譜信號處理的k階次結果，通過s?g算法得到第二濾波光譜信號；從第二濾波光譜信號中選取一段不包含有效光譜信息的光譜帶外的光譜數據，并采用最小二乘擬合算法進行線性擬合，得到擬合光譜信號，然后得到基于擬合光譜信號的基線值；若基線值達到布里淵光譜儀的系統(tǒng)噪聲水平，則此時對應的自相關階次k為最優(yōu)自相關次數，基于最優(yōu)自相關次數和第一濾波光譜信號，得到有效光譜成分。

技術領域

本發(fā)明屬于光譜分析領域，具體涉及一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法與裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

針對光譜分辨率不足的現狀，基于光纖受激布里淵效應的超高光譜分析技術是一種很有前途的技術路線。布里淵光譜儀采用選頻放大濾波的方式，實現了待測光纖信號的光譜分光。可見，布里淵光譜儀測量得到的分光信號中，除了有效光譜外，還存在諸如待測光纖信號未放大帶外組分、自發(fā)布里淵散射、自發(fā)輻射噪聲等雜散信號基底。現有的利用受激布里淵效應偏振跟隨特性移除測量光譜基底等方法，由于待測光纖信號未放大帶外組分、自發(fā)布里淵散射、自發(fā)輻射噪聲等雜散信號基底的偏振態(tài)分布的隨機，無法實現高光學抑制的有效光譜成分提取，從而限制了布里淵光譜儀的可用動態(tài)范圍，并影響了光譜分辨率、信噪比等指標。

光譜分析是諸如通信、傳感、分子光譜儀、微波生成等光學應用中的關鍵診斷工具，例如使用光學方法對光纖通信系統(tǒng)中傳輸的超高速率信號進行光譜參數測量，可以得到傳輸信號的信號質量、OSNR、比特誤碼率等信息，是診斷和監(jiān)視傳輸信號的一種有效手段。

目前，常用的是基于光柵衍射的光譜分析儀，它具有寬光譜范圍和高掃描速度等優(yōu)點，通常其最好的儀器分辨率被限制在2GHz。需要更高分辨率時，通常采用基于均差或外差技術的光譜分析儀。均差技術需要一個頻率很接近待測源的本地振蕩器，通常難以實現，特別是對于超高分辨率(10MHz)。外差技術可克服這一缺陷，但其缺點也很明顯，它需要諸如聲光調制器和RF或微波源等昂貴光學元件驅動；需要很長的光纖，例如5kHz分辨率需要40Km光纖，此時光纖的損耗和非線性效應不能忽略，實際應用時難以實現很高的分辨能力。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法與裝置。本發(fā)明基于s-g濾波和自相關算法的布里淵光譜儀測量光譜信號的基底移除方法，實現精密分光信號的精確提取。

根據一些實施例，本發(fā)明采用如下技術方案：

第一個方面，本發(fā)明提供了一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法。

一種布里淵光譜儀測量光譜信號基底的移除方法，包括：

獲取測量光譜信號，采用s-g算法對測量光譜信號進行濾波處理，得到第一濾波光譜信號；

基于k階自相關算法對第一濾波光譜信號處理的k階次結果，通過s-g算法得到第二濾波光譜信號；

從第二濾波光譜信號中選取一段不包含有效光譜信息的光譜帶外的光譜數據，并采用最小二乘擬合算法進行線性擬合，得到擬合光譜信號，然后得到基于擬合光譜信號的基線值；

若基線值達到布里淵光譜儀的系統(tǒng)噪聲水平，則此時對應的自相關階次k為最優(yōu)自相關次數，基于最優(yōu)自相關次數和第一濾波光譜信號，得到有效光譜成分。

進一步的，所述獲取測量光譜信號之后，包括將dBm坐標系的測量光譜信號轉換為mW坐標系的測量光譜信號。

進一步的，所述得到有效光譜成分之后，包括：將mW坐標系的有效光譜成分轉換為dBm坐標系的有效光譜成分。