一种啁啾光谱中心波长检测方法技术

本发明专利技术涉及一种啁啾光谱中心波长检测方法

【技术实现步骤摘要】
一种啁啾光谱中心波长检测方法、装置、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及光谱检测领域，具体涉及一种啁啾光栅光谱检测方法
、
装置
、
电子设备及计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]弱反射啁啾光栅在弱反射光栅阵列体系中有着重要的工程应用价值，由于带宽更大，因此在窄线宽激光相干振动检测
、
温度检测等领域有着独特的优势
。
由于裸光栅阵列机械结构及环境适应性差，为满足工程应用需要，需要进行二次涂敷以制备成不同结构的弱反射光栅阵列光缆，在制备过程中，由于张力及应力作用，啁啾光栅阵列中心波长容易发生偏移，如何快速检测并准确计算中心波长变化量，以此反馈调节涂敷工艺参数，是弱反射啁啾光栅阵列复用技术走向实用的关键之一
。
但与常规的钟形的波形图相比，弱反射啁啾光栅形成的抖动反射光谱通常呈倒扣的碗形，波峰较为平坦，确定中心波长比较困难
。
[0003]现有对布拉格光纤光栅的中心波长检测主要有三种类型：第一类为是光谱最大值法，但是对于啁啾光谱较为平坦的峰值而言，最大值与中心波长差异较大，并不适用；第二类为高斯函数拟合法，但是该方法未考虑弱反射啁啾光栅光谱的宽脉冲外形，因此波形不对称时难以获取准确波长位置；第三类为基于蒙特卡罗法的中心波长求解，但是该方法精度较差，难以适用于宽带弱反射啁啾光谱计算
。
此外，在光纤惯性导航技术中，通常选择宽带光功率谱密度的重心作为光谱的中心波长，例如利用光谱奇偶函数分解求最值的方式寻找光谱中心波长，但该算法对单个峰值的光纤光栅效果较好，对峰值较为平坦的弱反射啁啾光栅来说，需要计算多组极大值求最优解，且受噪声干扰较大
。
因此现有技术在求解啁啾光谱中心波长时均存在准确度较低的问题，需要提出其他方法以实现在啁啾光栅带宽较宽且存在光谱抖动条件下得到准确的中心波长位置
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种啁啾光谱中心波长检测方法
、
装置
、
电子设备及计算机可读存储介质，用于解决由于啁啾弱反射光栅带宽较宽且存在光谱抖动，现有的中心波长检测方法求解啁啾光谱中心波长时准确度较低的技术问题
。
[0005]为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供了一种啁啾光谱中心波长检测方法，包括：
[0006]获取待测啁啾光谱数据；
[0007]根据所述待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数；
[0008]根据所述第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数；
[0009]移动所述第二分段函数并确定所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数；
[0010]提取相关性系数取最大值时的第二分段函数的移动步长，根据所述移动步长确定所述待测啁啾光谱的中心波长位置
。
[0011]进一步的，获取待测啁啾光谱数据，包括：
[0012]控制光源发出光波并进行调制得到调制光波；
[0013]将所述调制光波输入待测啁啾光栅得到啁啾光信号；
[0014]将所述啁啾光信号进行信号转化后得到待测啁啾光谱数据
。
[0015]进一步的，根据所述待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数，包括：
[0016]将所述待测啁啾光谱数据分解为阶跃响应函数
、
门函数和噪声的函数叠加形式；
[0017]根据所述函数叠加形式构建待测啁啾光谱的第一分段函数
。
[0018]进一步的，根据所述第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数，包括：
[0019]在坐标系中进行坐标变换求取所述第一分段函数关于纵轴对称的函数作为第二分段函数
。
[0020]进一步的，移动所述第二分段函数并确定所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数，包括：
[0021]构建所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数函数；
[0022]在坐标系中将所述第二分段函数逐步向横轴方向平移，并在每次平移后根据所述相关性系数函数计算所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数
。
[0023]进一步的，提取相关性系数取最大值时的第二分段函数的移动步长，根据所述移动步长确定所述待测啁啾光谱的中心波长位置，包括：
[0024]比较第二分段函数移动过程中的各相关性系数，得到相关性系数最大值；
[0025]根据所述相关性系数最大值确定对应第二分段函数的移动步长；
[0026]根据所述移动步长确定所述待测啁啾光栅光谱的中心波长位置
。
[0027]进一步的，啁啾光谱中心波长检测方法还包括：
[0028]重复计算下一波段待测啁啾光谱数据的中心波长位置，直至待测啁啾光谱数据计算完毕，得到待测啁啾光谱的光谱检测结果
。
[0029]另一方面，本专利技术还提供了一种啁啾光谱中心波长检测装置，包括：
[0030]数据获取单元，用于获取待测啁啾光谱数据；
[0031]第一函数构建单元，用于根据所述待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数；
[0032]第二函数构建单元，用于根据所述第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数；
[0033]函数移动单元，用于移动所述第二分段函数并确定所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数；
[0034]中心波长求解单元，用于提取相关性系数取最大值时的第二分段函数的移动步长，根据所述移动步长确定所述待测啁啾光谱的中心波长位置
。
[0035]另一方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
[0036]所述存储器，用于存储计算机程序；
[0037]所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行计算机程序，以实现上述任意一项所述的啁啾光谱中心波长检测方法中的步骤
。
[0038]另一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的啁啾光谱中心波长检测方法中的步
骤
。
[0039]与现有技术相比，采用上述实施例的有益效果是：在本专利技术提供的啁啾光谱中心波长检测方法中，首先获取待测啁啾光谱数据；然后根据待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数；根据第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数；移动第二分段函数并确定第一分段函数和第二分段函数的相关性系数；最后提取相关性系数取最大值时的第二分段函数的移动步长，根据移动步长确定待测啁啾光谱的中心波长位置
。
综上，本专利技术通过构建啁啾光谱的第一分段函数和第二分段函数，再进行移动后计算相关性系数的方式，确定中心波长位置，解决了现有的中心波长检测方法求解啁啾光谱中心波长时准确度较低的技术问题
。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种啁啾光谱中心波长检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取待测啁啾光谱数据；根据所述待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数；根据所述第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数；移动所述第二分段函数并确定所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数；提取相关性系数取最大值时的第二分段函数的移动步长，根据所述移动步长确定所述待测啁啾光谱的中心波长位置
。2.
根据权利要求1所述的啁啾光谱中心波长检测方法，其特征在于，所述获取待测啁啾光谱数据，包括：控制光源发出光波并进行调制得到调制光波；将所述调制光波输入待测啁啾光栅得到啁啾光信号；将所述啁啾光信号进行信号转化后得到待测啁啾光谱数据
。3.
根据权利要求1所述的啁啾光谱中心波长检测方法，其特征在于，所述根据所述待测啁啾光谱数据构建待测啁啾光谱的第一分段函数，包括：将所述待测啁啾光谱数据分解为阶跃响应函数
、
门函数和噪声的函数叠加形式；根据所述函数叠加形式构建待测啁啾光谱的第一分段函数
。4.
根据权利要求1所述的啁啾光谱中心波长检测方法，其特征在于，所述根据所述第一分段函数构建待测啁啾光谱的第二分段函数，包括：在坐标系中进行坐标变换求取所述第一分段函数关于纵轴对称的函数作为第二分段函数
。5.
根据权利要求1所述的啁啾光谱中心波长检测方法，其特征在于，所述移动所述第二分段函数并确定所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数，包括：构建所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数函数；在坐标系中将所述第二分段函数逐步向横轴方向平移，并在每次平移后根据所述相关性系数函数计算所述第一分段函数和所述第二分段函数的相关性系数

【专利技术属性】
技术研发人员：庞彦东，李隆权，张志强，黄俊斌，顾宏灿，刘聪，吴苏，刘文，袁培龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：