基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法

本发明涉及光电信号，具体涉及基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法。

背景技术：

1、用激光外差装置测量原始外差信号后，由于激光外差检测系统的仪器函数会对大气中气体真实吸收光谱的测量产生影响，因此需要分析该系统的仪器函数用于下一步的数据分析。

2、实验中，如果本振光的波长扫描采用逐点步进的方式，激光外差系统的仪器函数则主要由系统所选带通滤波器的带通决定。

3、目前的激光外差系统都响应双边带的信号光能量，使用频谱分析仪测带通滤波器频谱，对该频谱进行双边带处理，即可得到激光外差系统的仪器线性函数。

4、但是，在实际测量中，要滤除低频处的噪声，因此射频滤波器的带宽不会扩展到很低频率；此外，当大气中的气体吸收线宽窄于带通滤波器的带宽且小于带通滤波器的低频截止频率时，根据激光外差原理，测量光谱中将出现双峰现象，也就是外差系统的接收频谱就会有一个“洞”，需要解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，解决以下技术问题：

2、提高激光外差系统的光谱分辨率，且消除双边带带宽而产生的双峰信号。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，包括：

5、采用三束激光作为本振光；

6、配置声光调制器，实现三束所述本振光的光强相等，且相邻所述本振光的频率间隔相等；

7、将三束所述本振光与预配置信号光进行拍频；

8、配三个与所述本振光对应的滤波器，获取三束所述本振光的信号光能量分布；

9、对所述滤波器的中心频率和带宽按照预设配置方法进行设置，使得激光外差光谱仪的仪器函数为单独的滤波器线型。

10、作为本发明进一步的方案：包括：

11、选定频率为f0-δf的1号光束、频率为f0的2号光束和频率为f0+δf的3号光束作为三束所述本振光；

12、获取所述1号光束对应的所述信号光能量分布为：

13、(f0-δf+ω1)±b1/2和(f0-δf-ω2)±b1/2；

14、获取所述2号光束对应的所述信号光能量分布为：

15、(f0+ω2)±b2/2和(f0-ω2)±b2/2；

16、获取所述3号光束对应的所述信号光能量分布为：

17、(f0+δf+ω3)±b3/2和(f0+δf-ω3)±b3/2；

18、所述预设配置方法包括：

19、对三束所述本振光分别对应的滤波器进行设置；

20、使得满足：

21、

22、其中，δf为指定频率间隔，ωi代表i号光束对应滤波器的中心频率，bi代表i号光束对应滤波器的带宽。

23、作为本发明进一步的方案：所述预设配置方法包括：

24、

25、i号光束对应滤波器的带宽配置满足以下条件：

26、b1＝b2＝b3，ω2＝2ω1＝2ω3＝2δf。

27、作为本发明进一步的方案：所述预设配置方法包括：

28、设定：

29、2号光束的信号光能量分布在第2频率区域和第5频率区域；

30、1号光束的信号光能量分布在第1频率区域和第3频率区域；

31、3号光束的信号光能量分布在第4频率区域和第6频率区域；

32、其中，第1频率区域光能量m1与第2频率区域光能量m2分布相等，第3频率区域光能量m3与第4频率区域光能量m4分布相等，第5频率区域光能量m5与第6频率区域光能量m6分布相等；

33、满足：

34、q1+q3-q2＝m1+m3+m4+m6-m2-m5

35、其中，q1为1号光束的激发能量，q2为2号光束激发能量，q3为3号光束激发能量。

36、本发明的有益效果：本专利设计利用声光调制器实现基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，使激光外差光谱仪的仪器函数仅仅为单独的滤波器线型，这样可以提高激光外差系统的光谱分辨率，且消除双边带带宽而产生的双峰信号。

技术特征：

1.基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，其特征在于，所述预设配置方法包括：

4.根据权利要求3所述的基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，其特征在于，所述预设配置方法包括：

技术总结本发明涉及光电信号技术领域，公开了基于激光外差光谱仪的单边带光谱测量方法，包括：采用三束激光作为本振光；配置声光调制器，实现三束所述本振光的光强相等，且相邻所述本振光的频率间隔相等；将三束所述本振光与预配置信号光进行拍频；配三个与所述本振光对应的滤波器，获取三束所述本振光的信号光能量分布；对所述滤波器的中心频率和带宽按照预设配置方法进行设置，配合声光调制器的设置，使得激光外差光谱仪的仪器函数为单独的滤波器线型，这样可以提高激光外差系统的光谱分辨率，且消除双边带带宽而产生的双峰信号。技术研发人员：沈凤娇,段惠敏,卢军,薛正跃,张胜受保护的技术使用者：合肥大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27