[发明专利]一种极高分辨率光谱测量装置及方法

权利要求书

1.一种极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，包括FP干涉仪、SBS滤波器、探测器、数据采集模块和控制模块；

所述FP干涉仪的第一输入端用于连接待测信号，所述FP干涉仪的第二输入端连接至所述控制模块的第一输出端；所述FP干涉仪用于将待测信号转换为分立的窄带成分；

所述SBS滤波器的第一输入端连接至所述FP干涉仪的输出端，所述SBS滤波器的第二输入端连接至所述控制模块的第二输出端；所述SBS滤波器用于选择放大其中一个窄带成分并产生后向散射信号；

所述探测器的输入端连接至所述SBS滤波器的第一输出端，所述数据采集模块的第一输入端连接至所述探测器的输出端，所述数据采集模块的第二输入端连接至所述SBS滤波器的第二输出端；所述后向散射信号经所述探测器后转换为电流信号，所述数据采集模块用于采集所述电流信号；

所述控制模块的输入输出端连接至所述数据采集模块的输出输入端；所述控制模块用于发出信号控制所述FP干涉仪和所述SBS滤波器同步扫描，SBS增益峰对所述FP干涉仪工作的透射峰依次进行选择，使得测量范围不再局限于一个自由光谱范围，从而获得比现有FP干涉仪更大的测量范围。

2.如权利要求1所述的极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，所述FP干涉仪包括FP标准具(1)、压电换能器(8)和波形发生器(11)；

所述FP标准具(1)的第一输入端作为所述FP干涉仪的第一输入端，所述FP标准具(1)的输出端作为所述FP干涉仪的输出端，所述波形发生器(11)的输入端作为所述FP干涉仪的第二输入端；

所述压电换能器(8)的输入端连接至所述波形发生器(11)的输出端，所述FP标准具(1)的第二输入端连接至所述压电换能器(8)的输出端；通过压电换能器改变FP腔长，进而改变透射的信号波长，结合SBS增益峰的扫描对FP透射峰进行选择，获得比现有FP干涉仪更大的测量范围。

3.如权利要求2所述的极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，所述SBS滤波器包括隔离器(2)、非线性光纤(3)、偏振控制器(4)、环形器(5)、光放大器(9)和可调谐激光器(10)；

所述隔离器(2)的输入端作为所述SBS滤波器的第一输入端连接至所述FP标准具(1)的输出端，所述非线性光纤(3)的第一端与所述隔离器(2)的输出端连接，所述偏振控制器(4)的第一端与所述非线性光纤(3)的第二端相连，所述环形器(5)的第二端与所述偏振控制器(4)的第二端相连；

所述环形器(5)的第三端作为所述SBS滤波器的第一输出端与所述探测器(6)的输入端与相连；

所述光放大器(9)的输出端与所述环形器(5)的第一端相连；所述可调谐激光器(10)的第一输出端与所述光放大器(9)的输入端相连，所述可调谐激光器(10)的第二输出端作为所述SBS滤波器的第二输出端与所述数据采集模块(7)的第二输入端相连；

所述可调谐激光器(10)的输入端作为所述SBS滤波器的第二输入端与所述控制模块(12)的第一输出端相连。

4.如权利要求3所述的极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，工作时，通过调整所述FP标准具(1)以及所述可调谐激光器(10)的参数，使得待测信号某个窄带成分对准SBS增益峰值，而左右相邻的窄带成分恰好不处于-3dB带宽内。

5.如权利要求2所述的极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，所述压电换能器(8)的工作电压为锯齿波。

6.如权利要求5所述的极高分辨率光谱测量装置，其特征在于，电压每变化一个周期，所述FP标准具透射的峰值波长就会依次扫描到下一个峰值对应的波长处，FP标准具工作的透射峰依次向后选择，使得测量范围不局限于一个自由光谱范围，获得比现有FP干涉仪更大的测量范围。

7.一种极高分辨率光谱测量方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)采用光学滤波器将待测信号转换为分立的窄带成分；

(2)采用SBS滤波器将其中一个窄带成分放大；

(3)采用探测器将放大后的窄带成分转换为电流；

(4)控制模块控制光学滤波器和SBS滤波器增益峰对信号波长扫描；

(5)数据采集模块对电流进行采集处理得到信号光谱。

8.如权利要求7所述的极高分辨率光谱测量方法，其特征在于，所述FP标准具透射峰和所述SBS滤波器对波长扫描速度相等。

9.如权利要求7所述的极高分辨率光谱测量方法，其特征在于，利用所述FP干涉仪结合SBS效应，测量信号光谱获得极高分辨率的同时获得比现有FP干涉仪更大的测量范围。