一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，包括以下步骤：步骤S1、从上位机处获取控制命令，解析控制命令得到F‑P扫描干涉仪的控制电压信息，控制电压信息包括同步时间；步骤S2、根据控制电压信息控制F‑P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频，同时，控制PMT单光子计数器对瑞利布里渊散射信号进行检测计数；步骤S3、对F‑P扫描干涉仪的选频时间以及PMT单光子技术器的计数时间进行计时，并判断选频时间以及计数时间是否达到同步时间，如果是，则控制F‑P扫描干涉仪停止选频，并控制PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。本发明专利技术可以获取瑞利布里渊散射信号的完整光谱图。

【技术实现步骤摘要】
一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法及系统
本专利技术涉及激光雷达
，具体涉及一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法及系统。
技术介绍
瑞利布里渊散射光经F-P扫描干涉仪选频后，需要将光信号转化为电信号，才能进行后续的数据处理。由于散射光较为微弱，需要采用光电子探测器，常规光电子探测器只能用于检测时刻的能量，当检测光谱时，需要持续时间段，因而为了获取完整的瑞利布里渊散射光谱信息，设计F-P腔与PMT单光子计数器的同步控制器是极其重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法及系统，解决现有技术中F-P扫描干涉仪与PMT单光子计数器不同步，导致光谱信息不完整、光谱探测效率低的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，包括以下步骤：步骤S1、从上位机处获取控制命令，解析所述控制命令得到F-P扫描干涉仪的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；步骤S2、根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频，同时，控制PMT单光子计数器对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；步骤S3、对所述F-P扫描干涉仪的选频时间以及所述PMT单光子技术器的计数时间进行计时，并判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F-P扫描干涉仪停止选频，并控制所述PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。本专利技术还提供一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制系统，包括上位机、控制电路、F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器，所述控制电路包括FPGA芯片以及晶振电路；所述FPGA芯片与所述上位机电连接，并用于从所述上位机处获取控制命令，解析所述控制命令得到F-P扫描干涉仪的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；所述FPGA芯片分别与所述F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器电连接，并用于，根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频的同时，控制PMT单光子计数器对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；所述晶振电路与所述FPGA芯片电连接，并用于对所述F-P扫描干涉仪的选频时间以及所述PMT单光子技术器的计数时间进行计时；所述FPGA芯片还用于判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F-P扫描干涉仪停止选频，并控制所述PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术通过对F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器的同步控制，实现了瑞利布里渊散射光谱信息的完整获取；同时通过设置PMT单光子计数器，提高了光谱探测的增益以及灵敏度，且可以保持较好的信噪比。附图说明图1是本专利技术提供的瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法的流程图；图2是本专利技术提供的瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制系统的结构示意图。附图中：1、上位机，2、控制电路，21、FPGA芯片，22、晶振电路，23、数模转换器，24、存储器，3、F-P扫描干涉仪，4、PMT单光子计数器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：如图1所示，本专利技术的实施例1提供了一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，包括以下步骤：步骤S1、从上位机处获取控制命令，解析所述控制命令得到F-P扫描干涉仪的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；步骤S2、根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频，同时，控制PMT单光子计数器对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；步骤S3、对所述F-P扫描干涉仪的选频时间以及所述PMT单光子技术器的计数时间进行计时，并判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F-P扫描干涉仪停止选频，并控制所述PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。本专利技术通过对F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器的同步控制，为PMT单光子计数器提供了持续的计数时间段，因而可以获取完整的瑞利布里渊散射光谱信息；同时通过设置PMT单光子计数器，提高了光谱探测的增益以及灵敏度，且可以保持较好的信噪比。本专利技术采用PMT单光子计数器，与基于雪崩光电二极管(APD)的光子计数器相比，PMT单光子计数器增益更高，倍增因子可达103-107倍，而且高增益的同时仍可保持相当好的信噪比，而且PMT单光子计数器可以探测非常微弱的光信号，相同光敏面大小，其探测灵敏度更高。优选的，所述步骤S2中根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频具体包括：步骤S21、根据所述控制电压信息生成控制电压；步骤S22、所述F-P扫描干涉仪接收所述控制电压并对所述瑞利布里渊散射信号进行选频。从控制命令中解析出控制电压信息，控制电压信息包括控制电压的输出范围、同步时间、间隔时间以及下降波形等信息；根据控制电压信息输出符合控制电压信息要求的控制电压，F-P扫描干涉仪在控制电压的控制下进行选频，控制电压信息包括同步时间，因此，在选频时间到达同步时间时，F-P扫描干涉仪停止选频；选频的同时，对PMT单光子计数器输入的脉冲信号进行计数，直至同步时间结束，实现了F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器的同步控制，保证了光谱信息的完整获取优选的，同步控制方法还包括步骤S4，根据选频结果以及计数结果获取光谱信息，并对所述光谱信息进行实时显示以及存储。对光谱信息进行显示以及存储，便于用户查看以及获取。实施例2本专利技术的实施例2提供了一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制系统，包括上位机1、控制电路2、F-P扫描干涉仪3以及PMT单光子计数器4，所述控制电路2包括FPGA芯片21以及晶振电路22；所述FPGA芯片21与所述上位机1电连接，并用于从所述上位机1处获取控制命令，解析所述控制命令得到F-P扫描干涉仪3的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；所述FPGA芯片21分别与所述F-P扫描干涉仪3以及PMT单光子计数器4电连接，并用于，根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪3对瑞利布里渊散射信号进行采集选频的同时，控制PMT单光子计数器4对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；所述晶振电路22与所述FPGA芯片21电连接，并用于对所述F-P扫描干涉仪3的选频时间以及所述PMT单光子技术器4的计数时间进行计时；所述FPGA芯片21还用于判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F-P扫描干涉仪3停止选频，并控制所述PMT单光子计数器4停止计数，否则继续进行选频以及计数。具体的，上位机1可采用PC电脑或平板电脑，上位机1与控制电路2之间可通过RS232接口实现电连接。本专利技术提供的瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制系统基于上述瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，因此，上述瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法具备的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、从上位机处获取控制命令，解析所述控制命令得到F‑P扫描干涉仪的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；步骤S2、根据所述控制电压信息控制所述F‑P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频，同时，控制PMT单光子计数器对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；步骤S3、对所述F‑P扫描干涉仪的选频时间以及所述PMT单光子技术器的计数时间进行计时，并判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F‑P扫描干涉仪停止选频，并控制所述PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。

【技术特征摘要】
1.一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、从上位机处获取控制命令，解析所述控制命令得到F-P扫描干涉仪的控制电压信息，所述控制电压信息包括同步时间；步骤S2、根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频，同时，控制PMT单光子计数器对所述瑞利布里渊散射信号进行检测计数；步骤S3、对所述F-P扫描干涉仪的选频时间以及所述PMT单光子技术器的计数时间进行计时，并判断所述选频时间以及所述计数时间是否达到所述同步时间，如果是，则控制所述F-P扫描干涉仪停止选频，并控制所述PMT单光子计数器停止计数，否则继续进行选频以及计数。2.根据权利要求1所述的瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，其特征在于，所述步骤S2中根据所述控制电压信息控制所述F-P扫描干涉仪对瑞利布里渊散射信号进行采集选频具体包括：步骤S21、根据所述控制电压信息生成控制电压；步骤S22、所述F-P扫描干涉仪接收所述控制电压并对所述瑞利布里渊散射信号进行选频。3.根据权利要求1所述的瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制方法，其特征在于，还包括步骤S4，根据选频结果以及计数结果获取光谱信息，并对所述光谱信息进行实时显示以及存储。4.一种瑞利布里渊散射信号采集与检测的同步控制系统，其特征在于，包括上位机、控制电路、F-P扫描干涉仪以及PMT单光子计数器，所述控制电路包括FPGA芯片以及晶振电路；所述FPGA芯片与所述上位机电连接，并用于从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琨，周波，许佳琪，王元庆，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42