[发明专利]基于白光LED的低相干干涉条纹畸变矫正方法

摘要

本发明公开了一种基于白光LED的低相干干涉条纹畸变矫正方法，首先对干涉信号进行傅里叶变换，得到对应不同光谱范围的频域信息；然后得到不同光谱范围对应的波数与采样点之间的关系式；通过三次样条插值分别对两组频域信号进行均匀重采样，以实现信号的色散补偿；最后根据两条纹的位置关系进行对齐叠加，实现干涉条纹的畸变矫正。本发明不仅适用于单高斯光源解调系统干涉条纹畸变矫正，也适用于双高斯甚至多高斯光源解调系统；基于各高斯光源中心波数，实现对各高斯光源对应的干涉条纹的色散畸变矫正，同时能够实现多组干涉条纹中心的对齐，解决了多高斯光源引入的干涉条纹畸变问题；经矫正的干涉条纹和原始干涉条纹相比，解调精度得到明显的提高。

主权项

1.一种基于白光LED的低相干干涉条纹畸变矫正方法，其特征在于，采用白光LED作为光源，该光源具有双高斯光谱的特性，法布里‑珀罗F‑P传感器感受外界气体压力变化，F‑P腔的两个面构成传感干涉仪，光楔作为光程差空间扫描元件构成接收干涉仪，在零光程差的局部区域形成干涉条纹并使用线阵CCD进行接收，使用三次样条插值对非均匀频谱信号进行均匀重采样来实现信号畸变矫正，具体实现步骤如下：步骤1、首先对采集到的低相干干涉信号进行离散傅里叶变换，得到幅频信号和混叠在(‑π，π)内的相位信号，干涉信号的幅频特性曲线中存在两个明显高斯峰值，分别对应白光LED光源中的两个幅频信号中的高斯谱峰；步骤2、根据幅频信号中的两个高斯谱峰峰值，分别提取出对应于光源不同高斯谱中心波数处的两组干涉条纹的频域信号；步骤3、分别对两组频域信号做如下操作：以单高斯光谱中心波数对应的双折射率差为基准，计算出频域信号采样点序列对应的理想均匀波数值序列；根据可见光范围内的色散公式，在单高斯光谱范围内进行线性近似，并根据近似结果计算出频域信号采样点序列对应的实际非均匀波数值序列；步骤4、在步骤3的基础上，使用三次样条插值方法，按照计算出的理想均匀的波数值序列对频域信号进行均匀重采样，得到矫正后的频域信号，然后进行离散傅里叶逆变换，得到矫正后的两组干涉条纹；步骤5、根据两个高斯光谱中心波数对应的双折射率差和干涉条纹中心峰值位置关系，以某个干涉条纹中心峰值位置为基准，对另外一个干涉条纹中心峰值位置进行修正，使得两组干涉条纹中心峰值位置对齐，最终将两组条纹相叠加得到矫正之后的干涉条纹。