[发明专利]一种光源相对强度噪声测试方法

说明书

本发明公开了一种光源相对强度噪声测试方法，包括以下步骤：S1.对待测光源进行光功率归一化处理；S2.将通过S1步骤后的输出光信号转换为电压信号；S3.进行滤波放大、AD采集后的数字信号在FPGA中进行打包处理；S4.对采集信号进行分析，通过傅里叶变化得到噪声谱分布函数，对光源性能进行分析，对光源质量进行评价。本发明开创性地设计了一种针对光纤陀螺噪声特性的噪声测试方法，测试方法巧妙，降低了测试难度，测试成本相对较低的同时，测试精度高，为高精度的光纤陀螺的研发和生产奠定了技术基础；并且可用于SLD光源和ASE光源的研究，对光源和性能分析以及改进设计具有重要意义。

技术领域

本发明涉及光源领域，具体地，涉及一种光源相对强度噪声方法。

背景技术

光纤陀螺目前是国内外的研究热点，也是惯性领域最重要的部件之一。目前国内光纤陀螺的年产量超过3万轴，其精度已经接近0.0001°/h，而0.01°/h和0.001°/h的陀螺仪已经广泛应用。相对强度噪声是光纤陀螺的最主要噪声源，制约了光纤陀螺精度进一步提高。目前SLD光源和ASE光源的指标中没有包含相对强度噪声一项，原因是无法测试。但这项指标对光纤陀螺的影响最大，如果能够定量测试，对光源和性能分析以及改进设计将有重要意义。目前国内外还没有相应的仪器设备可精确测量相对强度噪声，因此开发相对强度噪声测试系统意义重大。

目前可测试光源噪声的设备主要有噪声毫伏表和频谱分析仪。噪声毫伏表主要用于测试指定带宽范围内的探测器的噪声，它的精度较低，无法给出噪声的频谱信息。

对于噪声谱的采集和分析处理，虽然频谱分析仪可实现。但频谱分析仪是一种通用设备，虽然精度很高，但主要是用于电信号的测量，电信号的噪声模型与光纤陀螺的噪声模型差别较大，无法真实反映光纤陀螺的性能。并且频谱分析仪偏重于分析高频噪声(GHz)，而光谱陀螺的特征频率为kHz量级，频谱分析仪的精度为够。此外，频谱分析仪体积较大、价格昂贵，使用不方便。

本文中：

相对强度噪声：是指光源输出功率的波动和振荡，是由光源的光谱傅里叶分量之间拍频引起的附加噪声。相对强度噪声与光源的光谱宽度成反比，是高精度光纤陀螺的最主要的噪声源。

光纤陀螺仪：是基于Sagnac效应的全固态陀螺仪，用于检测旋转角速率，是惯性导航系统中的重要部件，广泛应用于航空、航天、航海、陆用战车等武器装备中，以及石油测井、天线定位民用领域。

FPGA：可编程门阵列，可通过软件编程实现各种逻辑运算和控制功能。

SLD光源：超发射二级管，一种宽谱光源，用于中低精度光纤陀螺。

ASE光源：掺铒光纤光源，一种基于自发辐射放大的宽谱光源，用于高精度光纤陀螺。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种光源相对强度噪声测试方法，实现对光源相对强度噪声测试，测试精度高。

本发明目的通过以下技术方案实现：

提供一种光源相对强度噪声测试方法，包括以下步骤

S1.对待测光源进行光功率归一化处理；

S2.将通过S1步骤后的输出光信号转换为电压信号。

S3.进行滤波放大、AD采集后的数字信号在FPGA中进行打包处理；

S4.对采集信号进行分析，通过傅里叶变化得到噪声谱分布函数，对光源性能进行分析，对光源质量进行评价。

进一步地，所述步骤S1中，采用可编程衰减器将待测光源的输出光的光功率稳定在预定的范围内。

进一步地，所述所述步骤S2中，采用光电探测器进行转换，所述光电探测器采用PIN/FET型光电探测器，与高精度光纤陀螺状态相同。