[发明专利]白光干涉型光纤法珀传感器的少光谱采样点高速测量系统及方法

权利要求书

1.白光干涉型光纤法珀传感器的少光谱采样点高速测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：利用波分复用器、光电探测器组和高速并行采集子系统，将光纤法珀传感器输出分解为有限的N路窄光谱信号，并分别采集、缓存；

S2：构造无噪声的N路理想干涉光谱信号，并与S1得到的实际信号的差构造概率密度函数；

S3：求解使概率密度函数最大的估计量，从而得到腔长L的最大似然估计量，完成N个光谱采样数据的高速解调。

2.根据权利要求1所述的少光谱采样点高速测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述理想干涉光谱信号的实余弦函数形式为：

I_n＝I₀R[1-cos(4πLk)] (1)

其中，I₀为光源的光强，k为波分复用器各中心波数，R为传感器反射面的反射率，L为法珀传感器腔长。

3.根据权利要求2所述的少光谱采样点高速测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述干涉光谱信号的概率密度函数为：

其中，S_n为测量得到的干涉光谱信号，I_n为公式(1)得到的理想干涉光谱信号，σ为噪声方差，n为光谱信号自变量，N为波分复用器及光电探测器组的通道数，即光谱采样点数。

4.根据权利要求3所述的少光谱采样点高速测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述腔长L的最大似然估计量为：

其中，g为最大似然估计自变量，k_n为波数自变量。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的少光谱采样点高速测量方法，其特征在于，该方法适用于高速测量系统，该系统包括宽带光源、光环形器、波分复用器、光电探测器组、高速并行采集子系统和数据解调计算子系统；

所述宽带光源、光环形器、波分复用器、光电探测器组、高速并行采集子系统和数据解调计算子系统依次连接，构成少光谱采样点解调系统；所述的光纤法珀传感器与少光谱采样点解调系统连接；

所述宽带光源用于提供宽光谱、低偏振度的高功率稳定光源；

所述光环形器用于将光源发出的宽谱光信号单向传递至传感器，同时将由光纤法珀传感器返回的干涉光信号单向传输给波分复用器；

所述波分复用器用于将光纤法珀传感器返回的宽光谱干涉光信号分开成N路不同波长的窄带光信号；

所述光电探测器组是由与波分复用器匹配的N个光电探测器组成，每个探测器独立接收一个波长的光信号，形成N路并行的模拟电信号输出；

所述高速并行采集子系统用于将光电探测组输出的N路电信号放大滤波、转换为数字信号，并采集、缓存，以供后续系统进行解调计算；

所述解调计算子系统用于对N路数字信号进行高速处理计算，实现信号的高速解调。