[发明专利]应用于电光调制型傅立叶光谱仪的光谱分辨率增强方法

摘要

本发明提供了一种应用于电光调制型傅立叶光谱仪的光谱分辨率增强方法。该光谱分辨率增强方法包括给电光调制器施加随时问单调变化的调制电压，同步同频记录调制电压和光电探测器输出的电信号，得到电光调制器输出光强随调制电压变化的干涉图数据序列；基于白回归模型对干涉图数据序列进行双边线性拓展，得到延长后的数据序列干涉图；对延长后的数据序列干涉图进行离散傅立叶变换，得到半波电压一光功率谱图；利用半波电压与波长的单调函数关系，将半波电压一光功率谱图转化为波长一光功率谱图，获取待测光信号的光谱。本发明利用信号处理方法，而非硬件来增强光谱分辨率，避免了器件结构的复杂化，降低了光谱仪制作成本。

主权项

一种应用于电光调制型傅立叶光谱仪的光谱分辨率增强方法，该傅里叶光谱仪包括：电光调制器(3)和光探测器(5)，其中，电光调制器(3)接收待测光并对其进行电光调制；光电探测器(5)对电光调制器(3)输出光进行光电转换，产生电信号；其特征在于，该光谱分辨率增强方法包括：步骤A：给电光调制器(3)施加随时间单调变化的调制电压，同步同频记录调制电压和光电探测器(5)输出的电信号，得到电光调制器(3)输出光强随调制电压变化的干涉图数据序列；步骤B：基于自回归模型对所述干涉图数据序列进行双边线性拓展，得到延长后的数据序列干涉图，包括：子步骤B1：选取自回归模型阶数，其中，自回归模型阶数P根据不产生谱线分裂的前提下，阶数P尽可能大的原则，并结合2≤P≤N/2选取，其中，N为干涉图数据序列长度；子步骤B2：根据干涉图谱的信噪比特征，通过线性预测确定延长后的数据序列长度，其中，延长后的数据序列长度至少是光电探测器(5)测得的干涉图数据序列长度的2倍；子步骤B3：估计自回归模型的参数；以及子步骤B4：将参数估计值代入自回归模型，利用该自回归模型对所述干涉图数据序列进行线性预测，获得延长后的数据序列干涉图，该延长后的数据序列干涉图对应的数据序列长度等于所述延长后的数据序列长度；步骤C：对延长后的数据序列干涉图进行离散傅立叶变换，得到半波电压‑光功率谱图；以及步骤D：利用所述电光调制器(3)的半波电压与波长的单调函数关系，将所述半波电压‑光功率谱图转化为波长‑光功率谱图，获取待测光的光谱；其中，所述步骤B之后，步骤C之前还包括：对数据序列延长的干涉图加窗函数用于消除Gibbs效应。