基于任意极值的低相干干涉解调方法

摘要

基于任意极值的低相干干涉解调方法，属于光纤传感领域，也适用于三维形貌检测以及光学层析技术等领域。本方法选择法布里-珀罗（F-P）传感器作为感受外界气体压强变化的传感元件，光楔作为光程差空间扫描元件，在零光程差的局部区域形成干涉条纹。首先对干涉信号进行自适应Fourier滤波，然后设置合适的上限阈值和下限阈值以提取出有效的波峰和波谷，并保证波峰和波谷的数目不变，对这些波峰和波谷分别按照从左到右的顺序进行编号，解调时只追踪其中任意一个编号的波谷或波峰获取干涉条纹的位移，当需要更高精度时,同时追踪多个编号的波峰和波谷进行信号平均处理。该方法能够对畸变造成的非对称干涉条纹获得高精度解调。

主权项

一种基于任意极值的低相干干涉解调方法，其特征在于该方法首先对接收的低相干干涉信号进行自适应Fourier滤波，然后从滤波后的干涉信号中提取出有效的波峰或波谷以获取干涉条纹的整体平移信息，进而得到F‑P传感器的腔长变化实现解调，具体实现步骤为：第1、对干涉条纹信号进行离散Fourier变换；第2、根据离散Fourier变换后正频率的幅频信息确定干涉信号所处的频率段，并以该频率段内幅值最大处对应的频率为中心，通过设置阈值幅度来自动地确定干涉信号的起始频率和截止频率，保持起始频率和截止频率段内对应的幅值和相位不变，其余频率对应的幅值和相位都设置为0；第3、进行离散Fourier反变换，反变换后得到的复数的实部即为自适应Fourier滤波后的滤波信号；第4、搜寻出滤波后干涉信号所有的极值点，然后通过设置一个上限阈值和下限阈值，以提取出有效的波峰和波谷，其中任意一个有效的波峰或波谷的极值位置都随外界气体压强做单调平移；第5、对提取出的有效波峰或波谷按照从左到右的顺序进行编号，每一个有效的波峰或波谷对应一个特定的编号，解调时始终追踪其中一个特定编号的波峰或波谷的极值位置，从而实现对干涉条纹的整体平移信息的获取，进而获取F‑P传感器的腔长变化实现解调。