[发明专利]一种提高调制光谱测量精度的装置与方法

权利要求书

1.一种提高调制光谱测量精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：搭建调制谱测试装置，其包括窄线宽激光器、电光调制器、光谱分析模块、微波信号源、数据采集与控制模块，其中窄线宽激光器、电光调制器和光谱分析模块依次光学连接，微波信号源与电光调制器电学连接，数据采集与控制模块分别与微波信号源和光谱分析模块采用数据总线连接；窄线宽激光器输出的光载波入射到电光调制器，电光调制器输出光信号入射到光谱分析模块，使用数据采集与控制模块设置微波信号源输出特定频率和功率的微波信号并加载到电光调制器，通过数据采集与控制模块采集光谱分析模块的光谱数据；

S2：数据采集与控制模块控制微波信号源输出特定频率与功率的微波信号，此时电光调制器输出调制光信号，数据采集与控制模块采集光谱分析模块的光谱数据x(λ)；

S3：数据采集与控制模块控制微波信号源关闭微波信号输出，此时电光调制器输出空载光信号，数据采集与控制模块采集光谱分析模块的光谱数据h(λ)；

S4：事先给定谱峰数目N，如果已知第i个谱峰的峰位λ_i(i＝1,…,N)，则略过步骤S5和S6直接进入步骤S7；

S5：观察实测光谱数据x(λ)的噪底，对高于噪底20dB以上的实测光谱数据求梯度，得到梯度数据Dx(λ)，寻找Dx(λ)中相邻两侧数据点的符号由正变为负的数据点，其对应的λ作为第i个谱峰的峰位λ_i(i＝1,…,M)，一共得到M个峰位信息；

S6：如果M＝N，直接进入步骤S7，否则在步骤S5获得的M个峰位信息的基础上再添加N-M个峰位信息，对应的峰位λ_N+p(p＝1,…,N-M)的值可从λ_i(i＝1,…,M)中选取，从而得到新的峰位信息λ_i(i＝1,…,N)；

S7：对每一个谱峰的峰位λ_i施加一个偏离量Δλ_i(i＝1,…,N)，得到谱峰的新峰位λ_i+Δλ_i；构造实测光谱x(λ)的估计值：

其中a_i为谱线峰位λ_i+Δλ_i的幅度值，δ[λ-(λ_i+Δλ_i)]是关于λ的狄拉克函数；

S8：通过优化算法结合最小二乘拟合的方式以(其中A＝(a₁,…,a_N)，ΔΛ＝(Δλ₁,…,Δλ_N)，n为光谱数据点数)最小为目标函数求解得到每个谱峰的峰位λ_i+Δλ_i和对应的幅度值a_i；

S9：利用S8求得的峰位λ_i+Δλ_i和幅度值a_i(i＝1,…,N)得到调制光谱