一种利用OFDM信号进行折射率测量的装置及方法

摘要

提出了一种利用光OFDM信号进行折射率测量的装置及方法，该装置包括光OFDM信号发生器、DI探头、检测模块和显示模块，光OFDM信号发生器用于产生光OFDM信号，DI探头就是包含参考臂和信号臂的干涉时延结构，检测模块为用于完成待测液体的待测参数测量的装置，显示模块用于将所测得的结果显示给使用者；其中由光OFDM信号发生器生成的光OFDM信号通过一个DI探头后送入到待检测模块进行相应处理后得到待测参数，得到的所述待测参数通过显示模块显示测试结果；所述信号臂的光路将耦合进入待测液体。使用本发明的装置及方法可以实现超快速度和超高精度的液体折射率测量，还可以实现对折射率变化的动态实时监测，为生物化学等学科实验提供一种全新的监测待测溶液折射率参数的方法。

主权项

一种利用光OFDM信号进行折射率测量的装置，其特征在于，包括光OFDM信号发生器、DI探头、相干检测模块和显示模块，光OFDM信号发生器用于产生光OFDM信号，DI探头就是包含参考臂和信号臂的干涉时延结构，相干检测模块为用于完成待测液体的待测参数测量的装置，显示模块用于将所测得的结果显示给使用者；其中由光OFDM信号发生器产生的光OFDM信号通过一个DI探头后送入相干检测模块进行相应处理得到待测参数，得到的所述待测参数通过显示模块显示测试结果；所述信号臂的光将耦合进入待测液体；其中，相干检测模块所用的算法与光OFDM信号发生器产生光OFDM信号所采用的算法相关；采用电OFDM信号发生器、光电调制器和激光源构成光OFDM信号发生器；由OFDM电信号发生器生成的电OFDM信号，经过光电调制器调制在激光源所发出的相应光载波上，通过DI探头，由相干检测模块进行待测参数的检测；激光源发出的一路激光作为调制器的光源，激光源发出的另一路激光为相干检测模块提供本振信号；所述相干检测模块是指利用光的相干性对光载波所携带的信息进行检测和处理；以光纤MZ干涉结构来实现DI探头，其中利用两个光纤3dB衰减器和一对自聚焦透镜构成，参考臂和信号臂有一定的光程差，形成干涉谱；自聚焦透镜的作用将光纤中的光通过第一自聚焦透镜耦合到自由空间中，在空气中的这段光路中，放入比色皿容器，该容器有很好透光性，光可以透过该容器内盛放的液体达到第二自聚焦透镜上，再通过第二自聚焦透镜将光重新耦合进光纤中；以FPGA/ASIC/DSP可编辑的处理器或基于Labview软件的实时系统测量或基于Matlab/C/C++软件的离线测量来实现所述利用光OFDM信号进行折射率测量；在OFDM算法中，PRBS码经过串并转换后，调制映射，IFFT，加CP，并串转换步骤来形成所需的数字OFDM信号送入任意波形发生器AWG，AWG的作用主要是将数字信号转换为模拟信号；OFDM电信号产生器生成的模拟信号经过MZM光调制器调制到激光源所发出的光载波上后进入DI探头；在收端需要同步、串并转换、去CP、FFT后信道估计和相位估计，最终得到干涉图样相位偏移值。