一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠保證掃描的線性度的光頻掃描非線性校正系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖越來越多的應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，與光纖相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)和傳感技術(shù)的應(yīng)用范圍也越加廣泛.如飛機(jī)和艦船內(nèi)部的使用光纖的通信網(wǎng)，光鏈路與光器件的故障會(huì)成為危及其安全的重要因素，其要求的故障檢測(cè)定位精度為_級(jí)；分布式光纖傳感可用于對(duì)橋梁、大壩、礦井、隧道等關(guān)鍵構(gòu)件的應(yīng)力分布進(jìn)行mm級(jí)高空間分辨測(cè)量，可以有效評(píng)估其受損情況，利于事故預(yù)警。
[0003]而OFDR系統(tǒng)的距離分辨率實(shí)質(zhì)上取決于光頻掃描的線性范圍，因此掃頻的線性度是關(guān)鍵性問題。傳統(tǒng)光頻的掃描是通過調(diào)諧窄帶光濾波器來實(shí)現(xiàn)的。通過給光濾波器施加一個(gè)周期驅(qū)動(dòng)信號(hào)，周期性調(diào)諧濾波器中心波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)激光頻率的周期性掃描。如果濾波器的波長(zhǎng)偏移與驅(qū)動(dòng)信號(hào)是線性關(guān)系，則只需施加三角波(或鋸齒波)信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)線性掃頻，然而，實(shí)際上由于濾波器本身的響應(yīng)以及不同器件之間的差異問題，因此用一個(gè)固定的波形很難保證掃描的線性度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，具有能夠保證掃描的線性度的特點(diǎn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:沿信號(hào)流方向依次串聯(lián)設(shè)置有馬赫-曾德輔助干涉儀、鎖相放大模塊、PID模塊、三角信號(hào)發(fā)生器和窄線寬掃頻激光器，所述馬赫-曾德輔助干涉儀產(chǎn)生一個(gè)干涉拍頻信號(hào)，所述鎖相放大模塊上外接一個(gè)參考信號(hào)模塊，所述參考信號(hào)模塊產(chǎn)生一個(gè)頻率f的參考信號(hào)，該頻率f為平均掃頻斜率和輔助干涉儀兩臂延遲時(shí)間差的乘積。
[0006]優(yōu)選的，所述馬赫-曾德輔助干涉儀和所述鎖相放大模塊之間串接有差分光電檢測(cè)模塊。
[0007]優(yōu)選的，所述差分光電檢測(cè)模塊外接有信號(hào)數(shù)字化處理模塊，獲得用于對(duì)被測(cè)光纖的回波信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)的校正信號(hào)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明將采用基于馬赫-曾德輔助干涉儀的閉環(huán)反饋式模擬非線性校正技術(shù)，利用其產(chǎn)生的拍頻信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行鎖相放大，得到其頻率偏差；最后，將鎖相放大輸出的頻率偏差信號(hào)經(jīng)PID (比例-積分-微分)運(yùn)算，送入三角波信號(hào)發(fā)生器中，修正三角波的斜率，修正后的三角波信號(hào)用于控制調(diào)諧光濾波器，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋的光頻掃描。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
圖1是本發(fā)明一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-馬赫-曾德輔助干涉儀、2-鎖相放大模塊、3-PID模塊、4-三角信號(hào)發(fā)生器、5-窄線寬掃頻激光器、6-參考信號(hào)模塊、7-差分光電檢測(cè)模塊、8-信號(hào)數(shù)字化處理模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明的光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，沿信號(hào)流方向依次串聯(lián)設(shè)置有馬赫-曾德輔助干涉儀1、鎖相放大模塊2、PID模塊3、三角信號(hào)發(fā)生器4和窄線寬掃頻激光器5，馬赫-曾德輔助干涉儀I產(chǎn)生一個(gè)干涉拍頻信號(hào)，鎖相放大模塊2上外接一個(gè)參考信號(hào)模塊6，參考信號(hào)模塊6產(chǎn)生一個(gè)頻率f的參考信號(hào)，該頻率f為平均掃頻斜率和輔助干涉儀兩臂延遲時(shí)間差的乘積。
[0011]采用基于馬赫-曾德輔助干涉儀I的閉環(huán)反饋式模擬非線性校正技術(shù)，利用馬赫-曾德輔助干涉儀I產(chǎn)生干涉拍頻信號(hào)，然后將接收的干涉拍頻信號(hào)與頻率為f=yt (y為平均掃頻斜率，t輔助干涉儀兩臂延遲差)的參考信號(hào)進(jìn)行鎖相放大，得到其頻率偏差，最后將鎖相放大輸出的頻率偏差信號(hào)經(jīng)PID模塊3 (比例-積分-微分)運(yùn)算，送入三角波信號(hào)發(fā)生器4中，修正三角波的斜率，修正后的三角波信號(hào)用于控制調(diào)諧光濾波器，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋的光頻掃描。
[0012]為了供后續(xù)信號(hào)數(shù)字化處理，馬赫-曾德輔助干涉儀I和鎖相放大模塊2之間串接有差分光電檢測(cè)模塊7，差分光電檢測(cè)模塊7外接有信號(hào)數(shù)字化處理模塊8，獲得用于對(duì)被測(cè)光纖的回波信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)的校正信號(hào)。數(shù)字化處理主要是利用希爾伯特變換的數(shù)字非線性校正的思路:首先將馬赫-曾德輔助干涉儀的拍頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后用希爾伯特變換解算出掃頻信號(hào)的瞬時(shí)掃頻斜率(及掃頻斜率隨時(shí)間的變化關(guān)系)，最后利用y [t]，通過插值算法對(duì)被測(cè)光纖的回波信號(hào)進(jìn)行校正，達(dá)到校正掃頻非線性的目的。在本發(fā)明中采用模擬和數(shù)字級(jí)聯(lián)校正的方法，模擬校正較大的非線性，數(shù)字校正殘余的非線性。
[0013]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，其特征在于:沿信號(hào)流方向依次串聯(lián)設(shè)置有馬赫-曾德輔助干涉儀、鎖相放大模塊、PID模塊、三角信號(hào)發(fā)生器和窄線寬掃頻激光器，所述馬赫-曾德輔助干涉儀產(chǎn)生一個(gè)干涉拍頻信號(hào)，所述鎖相放大模塊上外接一個(gè)參考信號(hào)模塊，所述參考信號(hào)模塊產(chǎn)生一個(gè)頻率f的參考信號(hào)，該頻率f為平均掃頻斜率和輔助干涉儀兩臂延遲時(shí)間差的乘積。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，其特征在于:所述馬赫-曾德輔助干涉儀和所述鎖相放大模塊之間串接有差分光電檢測(cè)模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，其特征在于:所述差分光電檢測(cè)模塊外接有信號(hào)數(shù)字化處理模塊，獲得用于對(duì)被測(cè)光纖的回波信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)的校正信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光頻掃描非線性校正系統(tǒng)，其特征在于：沿信號(hào)流方向依次串聯(lián)設(shè)置有馬赫-曾德輔助干涉儀、鎖相放大模塊、PID模塊、三角信號(hào)發(fā)生器和窄線寬掃頻激光器，所述馬赫-曾德輔助干涉儀產(chǎn)生一個(gè)干涉拍頻信號(hào)，所述鎖相放大模塊上外接一個(gè)參考信號(hào)模塊，所述參考信號(hào)模塊產(chǎn)生一個(gè)頻率f的參考信號(hào)，該頻率f為平均掃頻斜率和輔助干涉儀兩臂延遲時(shí)間差的乘積。本發(fā)明將采用基于馬赫-曾德輔助干涉儀的閉環(huán)反饋式模擬非線性校正技術(shù)，利用其產(chǎn)生的拍頻信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行鎖相放大，得到其頻率偏差，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋的光頻掃描。
【IPC分類】G01D5-353
【公開號(hào)】CN104833380
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510192645
【發(fā)明人】朱俊
【申請(qǐng)人】江蘇駿龍電力科技股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日