[发明专利]一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法与装置

说明书

本发明提供了一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法与装置。该方法包括：获取测量光谱信号，采用s‑g算法对测量光谱信号进行滤波处理，得到第一滤波光谱信号；基于k阶自相关算法对第一滤波光谱信号处理的k阶次结果，通过s‑g算法得到第二滤波光谱信号；从第二滤波光谱信号中选取一段不包含有效光谱信息的光谱带外的光谱数据，并采用最小二乘拟合算法进行线性拟合，得到拟合光谱信号，然后得到基于拟合光谱信号的基线值；若基线值达到布里渊光谱仪的系统噪声水平，则此时对应的自相关阶次k为最优自相关次数，基于最优自相关次数和第一滤波光谱信号，得到有效光谱成分。

技术领域

本发明属于光谱分析领域，具体涉及一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法与装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

针对光谱分辨率不足的现状，基于光纤受激布里渊效应的超高光谱分析技术是一种很有前途的技术路线。布里渊光谱仪采用选频放大滤波的方式，实现了待测光纤信号的光谱分光。可见，布里渊光谱仪测量得到的分光信号中，除了有效光谱外，还存在诸如待测光纤信号未放大带外组分、自发布里渊散射、自发辐射噪声等杂散信号基底。现有的利用受激布里渊效应偏振跟随特性移除测量光谱基底等方法，由于待测光纤信号未放大带外组分、自发布里渊散射、自发辐射噪声等杂散信号基底的偏振态分布的随机，无法实现高光学抑制的有效光谱成分提取，从而限制了布里渊光谱仪的可用动态范围，并影响了光谱分辨率、信噪比等指标。

光谱分析是诸如通信、传感、分子光谱仪、微波生成等光学应用中的关键诊断工具，例如使用光学方法对光纤通信系统中传输的超高速率信号进行光谱参数测量，可以得到传输信号的信号质量、OSNR、比特误码率等信息，是诊断和监视传输信号的一种有效手段。

目前，常用的是基于光栅衍射的光谱分析仪，它具有宽光谱范围和高扫描速度等优点，通常其最好的仪器分辨率被限制在2GHz。需要更高分辨率时，通常采用基于均差或外差技术的光谱分析仪。均差技术需要一个频率很接近待测源的本地振荡器，通常难以实现，特别是对于超高分辨率(10MHz)。外差技术可克服这一缺陷，但其缺点也很明显，它需要诸如声光调制器和RF或微波源等昂贵光学元件驱动；需要很长的光纤，例如5kHz分辨率需要40Km光纤，此时光纤的损耗和非线性效应不能忽略，实际应用时难以实现很高的分辨能力。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法与装置。本发明基于s-g滤波和自相关算法的布里渊光谱仪测量光谱信号的基底移除方法，实现精密分光信号的精确提取。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法。

一种布里渊光谱仪测量光谱信号基底的移除方法，包括：

获取测量光谱信号，采用s-g算法对测量光谱信号进行滤波处理，得到第一滤波光谱信号；

基于k阶自相关算法对第一滤波光谱信号处理的k阶次结果，通过s-g算法得到第二滤波光谱信号；

从第二滤波光谱信号中选取一段不包含有效光谱信息的光谱带外的光谱数据，并采用最小二乘拟合算法进行线性拟合，得到拟合光谱信号，然后得到基于拟合光谱信号的基线值；

若基线值达到布里渊光谱仪的系统噪声水平，则此时对应的自相关阶次k为最优自相关次数，基于最优自相关次数和第一滤波光谱信号，得到有效光谱成分。

进一步的，所述获取测量光谱信号之后，包括将dBm坐标系的测量光谱信号转换为mW坐标系的测量光谱信号。

进一步的，所述得到有效光谱成分之后，包括：将mW坐标系的有效光谱成分转换为dBm坐标系的有效光谱成分。