基于外差干涉的超高分辨力相干光譜分析系統(tǒng)研究.pdf

1、目前在光通訊、生物醫(yī)學(xué)檢測、激光質(zhì)量分析以及光學(xué)頻率梳等領(lǐng)域?qū)庾V細(xì)節(jié)分析的分辨力需求越來越高，并向著低于1pm的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的光譜分析由于分辨力低的原因不能對傳輸信號進行有效監(jiān)測；F-P光譜分析技術(shù)分辨力高、但測量范圍窄，只適合做專用解調(diào)設(shè)備；新型的光譜分析技術(shù)雖然可以達到很高的分辨力，但分辨力與光纖的長度成正比，高的分辨力必須使用長的光纖，分辨力易受環(huán)境影響。
　　本論文針對上述問題，提出一種基于外差干涉的超高分辨力相干光譜

2、分析方案，搭建光譜分析系統(tǒng)，本光譜分析系統(tǒng)在實現(xiàn)高分辨力、寬測量范圍的同時，不涉及長光纖的使用，不容易受環(huán)境干擾。主要研究內(nèi)容包括以下四個部分：
　　1、基于外差干涉的相干光譜分析系統(tǒng)整體方案設(shè)計。根據(jù)外差干涉相干光譜分析的原理利用電學(xué)濾波器實現(xiàn)對待測光寬范圍窄線寬濾波，進行外差干涉相干光譜分析方案的設(shè)計，主要包括兩個模塊：光譜模塊和實時波長標(biāo)定模塊，其中光譜分析模塊又分為兩個子模塊拍頻光路模塊和拍頻信號處理模塊。
　　2、

3、基于外差干涉的相干光譜分析系統(tǒng)性能分析與優(yōu)化。針對外差干涉相干光譜分析的整體設(shè)計方案，建立數(shù)學(xué)模型，對外差干涉相干光譜分析系統(tǒng)的性能進行分析。首先將待測光設(shè)定為單頻光，對外差干涉相干光譜分析方案中信號處理的整體過程進行分析；其次對影響外差干涉相干光譜分析系統(tǒng)性能的參數(shù)進行分析，通過優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)提高外差干涉相干光譜分析系統(tǒng)的性能；建立寬帶光檢測數(shù)學(xué)模型，對寬帶光檢測過程進行分析。
　　3、基于外差干涉的相干光譜分析系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計

4、。硬件設(shè)計主要包括平衡探測器、帶通濾波器、功率探測器、視覺濾波器以及信號處理電路；軟件設(shè)計主要包括可調(diào)激光器輸出波長調(diào)節(jié)程序、數(shù)字采集卡控制程序以及實時波長標(biāo)定模塊數(shù)據(jù)處理算法。
　　4、基于外差干涉的相干光譜分析系統(tǒng)性能測試。對外差干涉相干光譜分析系統(tǒng)各模塊性能進行測試，主要包括帶通濾波器模塊、功率探測器模塊以及實時波長標(biāo)定模塊；搭建外差干涉相干光譜分析整體實驗系統(tǒng)，對外差干涉相干光譜分析系統(tǒng)的功率準(zhǔn)確性、分辨力和動態(tài)范圍進行測