[发明专利]一种自适应双光梳光谱补偿信号提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，具体地说是一种基于基于迈克尔逊干涉仪的自适应双光梳光谱补偿信号提取方法。

背景技术

双光梳光谱技术作为近年来科研领域的前沿课题，能极大的提高光谱探测的精度。双光梳光谱探测技术相比传统技术有两个改进，一是采用光梳替代传统光源，作为标准的频率谱线位置更稳定，线宽更窄，精度更高；另一个是采用两个重复频率略有差异的光梳同时测量，一个作为参考光梳，一个作为激发光梳，类似于游标卡尺的主尺和副尺，通过频率错位和拍频探测，进一步提高频率测量的精度。近期发展起来的自适应双光梳光谱技术，采用两台窄线宽连续激光器和两台超短脉冲激光器拍频，再经过电路混频、倍频、放大、滤波处理，获得表征两台超短脉冲激光器相对重复频率抖动和相对载波包络相位抖动的补偿信号，表征相对重复频率抖动的信号用于光谱探测过程中的异步采样，表征相对载波包络相位抖动的信号用于光谱干涉信号混频，最终在信号处理阶段消除抖动的影响，实现高精度光谱探测。

目前的自适应双光梳光谱系统中，补偿信号的源头来自两台窄线宽连续激光器和两台超短脉冲激光器的相互光学拍频，由于环境温度、振动变化，每台窄线宽激光器或者超短脉冲激光器的光频会随时间随机飘移，因此，光学拍频信号的中心频率也会随时间随机飘移，并且飘移范围非常大，很容易超出电路滤波器的带宽，导致拍频信号丢失，电路处理模块失效，自适应补偿系统工作异常。为控制窄线宽连续激光器和超短脉冲激光器的光学拍频信号飘移范围，可以通过建立负反馈环路，通过调节连续激光器的温度、泵浦功率或者脉冲激光器的重复频率等参数，将两者的拍频飘移控制在后续电路滤波器的带宽之内，但是这种负反馈的补偿方式必然会对自适应光梳光谱造成干扰，降低系统的测量精度。

现有技术的自适应双光梳光谱系统，其补偿信号提取方式必须首先使用窄线宽连续激光器与超短脉冲激光器光学拍频，存在拍频信号丢失的重大隐患，影响系统长期运转的稳定性、可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种自适应双光梳光谱补偿信号提取方法，采用两个独立的迈克尔逊干涉仪分别测量两台超短脉冲激光器的频率抖动，利用时域延时和频域选择的方式，提取出表征两台脉冲激光器相对重复频率抖动和相对载波包络相位抖动的信号，实现双光梳光谱测量，无需对脉冲激光器进行重复频率或者载波包络相位的主动控制，避免了传统自适应双光梳光谱补偿信号提取方式中窄线宽连续光与超短脉冲激光的光频飘移，保证拍频信号长期稳定存在，较好的解决了光学拍频信号飘移导致的补偿信号丢失问题，系统简单，操作方便，大大提高了自适应双光梳光谱测量系统的稳定性。