[发明专利]非线性相位估计的长距离高分辨率光频域反射解调方法

权利要求书

1.一种非线性相位估计的长距离高分辨率光频域反射解调方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

构建光频域反射系统，所述光频域反射系统包括：可调谐激光器、1：99光分束器、调谐信号控制模块、基于辅助干涉仪的光源相位监测系统、主干涉仪系统和计算机；

所述基于辅助干涉仪的光源相位监测系统输出信号A，对所述信号A进行希尔伯特变换，对得到的复指数信号A1实部和虚部做正切运算，得到正切表达式A2，再进行反正切和相位展开运算得到相位变化信号A3；减去所述相位变化信号A3中的线性相位变化成分，得到非线性成分信号A4；

对所述非线性成分信号A4进行傅立叶变换得到功率谱函数，再对所述功率谱函数取对数，针对对数域信号进行逆傅立叶变换处理，得到倒谱信号A5，通过所述倒谱信号A5中冲击函数形成的尖峰的所在位置即对应了延迟光纤时延大小；

对所述非线性成分信号A4进行傅立叶变换获取光源的发射非线性相位e(t)关于所述非线性成分信号A4和所述延迟光纤时延大小的表达关系，求解出光源的发射非线性相位，再将光源的发射非线性相位变换为复指数信号A6；

将复指数信号A6的共轭进行菲涅尔变换得到信号A7，对主干涉仪输出信号S进行希尔伯特变换得到复指数信号S1，通过信号A7和复指数信号S1获取非线性补偿后的光频域反射信号S4；

所述通过信号A7和复指数信号S1获取非线性补偿后的光频域反射信号S4的步骤具体为：

将复指数信号S1相乘复指数信号A6，去掉光源的发射非线性相位得到信号S2，对信号S2进行菲涅尔变换得到信号S3；将信号S3与信号A7的共轭相乘即可得到非线性补偿后的光频域反射信号S4。

2.根据权利要求1所述的一种非线性相位估计的长距离高分辨率光频域反射解调方法，其特征在于，所述光源的发射非线性相位e(t)关于所述非线性成分信号A4和所述延迟光纤时延大小的表达关系具体为：

$e^{\left(1\right)}\left(t\right)=\frac{1}{\mathrm{\τ}}\mathrm{\Φ}\left(t\right)+\frac{1}{2}{\mathrm{\Φ}}^{\left(1\right)}\left(t\right)+\frac{\mathrm{\τ}}{12}{\mathrm{\Φ}}^{\left(2\right)}\left(t\right)-\frac{{\mathrm{\τ}}^3}{720}{\mathrm{\Φ}}^{\left(4\right)}\left(t\right)+...$

其中，τ为延迟光纤的时延大小，e⁽¹⁾(t)为光源的发射非线性相位e(t)的一阶导数，Φ⁽¹⁾(t)为Φ(t)的一阶导数，Φ⁽²⁾(t)为Φ(t)的二阶导数，Φ⁽⁴⁾(t)为Φ(t)的四阶导数，Φ(t)即为非线性成分信号A4。