[发明专利]一种基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法

说明书

本发明提供一种基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法，涉及相干层析成像技术领域，包括：S1：接入光调制器；S2：调制N次谐波傅里叶锁模激光器；S3：获得频率梳在时间域对应的非均匀离散扫频信号的时间位置；S4：在时间域上的斩波实现扫频频率梳；S5：将离散灵活可调的离散扫频信号作为相干层析成像系统的信号源；S6：获取实现高速大范围双模式的相干层析成像。本发明结构简单，使用方便，灵活性好，不可调谐性好，可以提供灵活可变的双模式切换的相干层析成像系统，提高成像准确率。

技术领域

本发明涉及相干层析成像技术领域，

尤其是，本发明涉及一种基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法。

背景技术

利用扫频激光光源实现扫频频率梳能有效地减小测试数据量，在光学相干成像系统、激光雷达、光传感、光通信、光谱测量等领域都具有潜在的应用。目前报道的离散扫频频率梳都是在扫频激光腔内(傅里叶锁模激光器)或者激光腔外(外腔扫频激光器，基于时域拉伸的扫频激光器等)插入梳状滤波器将扫频信号在光谱上分割为数小段而实现的。但是梳状滤波器一旦做好将无法进行任何调整，灵活性很差，而且在相干层析成像系统中存在虚像解调的困扰。同时传统的基于扫频频率梳的相干层析成像系统只能实现单一模式的成像。

因此为了解决上述问题，设计一种合理的基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法对我们来说是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，使用方便，有效解决目前基于梳状滤波器实现扫频频率梳的灵活性差，不可调谐等问题，也同时提供灵活可变的高速或者大范围双模式切换的相干层析成像系统，提高成像准确率的基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种基于离散傅里叶锁模激光器的相干层析成像方法，包括用于对激光腔内的信号进行放大的光放大器SOA、用于允许光信号中波长处于频谱上周期性透射峰位置的信号通过的梳状滤波器CF、用于对腔内信号进行窄带滤波的扫频滤波器TF、用于在驱动信号的带动下对腔内信号进行对应的强度调制的光调制器OM、用于将腔内信号进行分束的光分束器OC、用于控制腔内信号的偏振态的偏振控制器PC、光隔离器ISO、光纤延迟线ODL、光电探测器PD以及驱动信号源AWG，包括以下步骤：

S1：在傅里叶锁模激光器内接入光调制器；

S2：让任意波形发生器产生正弦信号驱动傅里叶锁模激光器时，使用光调制器将驱动频率调制为腔基频的预定数值倍实现预定数值次谐波傅里叶锁模激光器；

S3：根据扫频激光器的扫频曲线，设计在频率域离散的均匀扫频频率梳，获得这些均匀频率梳在时间域对应的非均匀离散扫频信号的时间位置；

S4：通过信号源产生时间位置的非均匀的离散脉冲信号加载到扫频激光器外接的调制器，通过在时间域上的斩波实现扫频频率梳；

S5：将离散灵活可调的离散扫频信号作为相干层析成像系统的信号源；

S6：在相干层析成像解调时通过一次数据获取实现高速大范围双模式的相干层析成像。

作为本发明的优选，执行步骤S4时，时域调制方法实现扫频频率梳时，只需要通过设计时间域脉冲信号的位置就可以实现任意自由光谱范围的扫频频率梳。

作为本发明的优选，执行步骤S5之前，基于时域调制的灵活性，基于外调制的可重构扫频频率梳源可以根据扫频激光器的特性实现不同的调制格式，对扫频频率梳的扫频频率及自由光谱范为进行灵活改变。

作为本发明的优选，执行步骤S6时，在相干层析成像解调时通过一次数据获取实现高速或者大范围双模式的相干层析成像的方法包括：利用前向或者后向一次完整的扫描、级联前向和后向一次完整的扫描、多个周期前向或者后向一次完整的扫描以及级联多个周期的前向和后向一次完整的扫描。