一种基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展方法，激光信号依次经隔离、衰减、调制后进入光学谐振腔；对光学谐振腔进行边带锁频；光学谐振腔施加动态正弦信号输入；采集光学谐振腔的输出信号，对输出信号进行傅里叶变换，得到输出信号的一次、二次、三次谐波幅值；通过示波器观察光学谐振腔的输出信号，若输出信号未失真，则采用一次谐波法测量动态正弦信号的频移幅值；若输出信号失真，则采用三次谐波法进行测量。本发明专利技术能够在不降低测量精度的条件下，提高光学移频检测的动态范围，且方法简单，成本低，不会增加任何器件。不会增加任何器件。不会增加任何器件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展方法


[0001]本专利技术涉及光学谐振腔传感
，具体涉及一种基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展方法。

技术介绍

[0002]基于光学谐振腔的光学传感器已经被广泛的应用，从惯性传感、电学和磁学到化学和生物传感等。基于光学谐振腔的传感器可以以静态方式检测平均信号强度和以动态方式检测动态信号输入，其中动态方式输入携带与时间相关的信号。在以动态方式检测光学谐振腔动态输入时，检测过程中可以避免低频噪声的影响，有利于基于光学谐振腔的传感信号的检测。该种方法已被广泛应用于许多领域，比如力、惯性传感、电
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和磁强计、声学传感、原子力显微镜、折射率传感、以及用于跟踪化学反应和分子动力学的化学和生物传感等。通常为了扩展光学谐振腔的动态范围，大多数情况下都使用反馈控制，比如Pound
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Drever
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Hall(PDH)技术，通过锁定光学谐振腔的谐振频率，将激光器的频率与光学谐振腔的谐振频率保持一致。当光学谐振腔以静态方式测量输入信号时，PDH技术可以将测量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、激光信号依次经隔离、衰减、调制后进入光学谐振腔；步骤二、对光学谐振腔进行边带锁频；步骤三、对光学谐振腔施加动态正弦信号输入；步骤四、采集光学谐振腔的输出信号，对输出信号进行傅里叶变换，得到输出信号的一次、二次、三次谐波幅值；步骤五、通过示波器观察光学谐振腔的输出信号，若输出信号未失真，则采用一次谐波法测量动态正弦信号的频移幅值；若输出信号失真，则采用三次谐波法进行测量，三次谐波法的测量公式为：其中，Ω为输入动态正弦信号对光学谐振腔产生频移幅值，Γ
t
为光学谐振腔的线宽，F为其精细度，P1、P2、P3分别为光学谐振腔光学频移输入后的输出信号的前三次谐波幅值。2.根据权利要求1所述的基于多次谐波的光学频移检测动态范围扩展...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彦汝，樊李凡，刘文耀，邢恩博，唐军，刘俊，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：