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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种基于非均匀零插滤波的快速高精度扫频干涉测量非线性校正系统及方法,涉及激光测距技术技术领域。解决现有非线性校正方法存在的精度低和效率低的问题。系统采用扫频光发射路发射扫频光射入测量路中；测量路将入射光分成本振光和测量光，并将本振光与测量光外差干涉，形成测量拍频信号后转换为测量电信号发送给采集与处理单元，还将入射光发射给校正路；光频梳激光发射路发射光学频率梳激光射入校正路中；校正路将光学频率梳激光与扫频光外差干涉后进行IQ调制，将调制后的光信号转换为拍频信号后发送给采集与处理单元；采集与处理单元将测量电信号和拍频信号对激光器扫频非线性进行校正。本发明适非均匀采样序列的等频率间隔重采样问题。

主权项：1.一种基于非均匀零插滤波的快速高精度扫频干涉测量非线性校正方法，其特征在于，所述校正方法是基于一种基于非均匀零插滤波的快速高精度扫频干涉测量非线性校正系统实现的，所述系统包括扫频光发射路、光频梳激光发射路、测量路、校正路和采集与处理单元；所述扫频光发射路发射扫频光，射入所述测量路中；所述测量路用于将入射光分成本振光和测量光，并将所述本振光与测量光外差干涉，形成测量拍频信号后转换为测量电信号发送给所述采集与处理单元，还用于将入射光发射给校正路；所述光频梳激光发射路发射光学频率梳激光，射入所述校正路中；所述校正路用于将光学频率梳激光与接收的扫频光外差干涉后进行IQ调制，还用于将IQ调制后的光信号转换为正交的拍频信号后发送给所述采集与处理单元；所述采集与处理单元用于根据接收的测量电信号和正交的拍频信号对激光器扫频非线性进行校正；所述光频梳激光发射路包括飞秒光学频率梳和光频梳隔离器；所述飞秒光学频率梳发射光学频率梳激光，射入所述光频梳隔离器中，所述光频梳隔离器将入射光光学隔离后射入所述校正路中；所述校正路包括90°光混频器、偏振控制器、衰减器、校正路第一平衡探测器、校正路第二平衡探测器、第一低通滤波器和第二低通滤波器；所述光频梳隔离器将入射光光学隔离后射入所述偏振控制器中，所述偏振控制器将入射光的偏振调整后射入所述衰减器中，所述衰减器将入射光的信号强度调整后射入所述90°光混频器中，所述90°光混频器将入射光与接收的扫频光外差干涉后进行IQ调制后，并分别发射给所述校正路第一平衡探测器和校正路第二平衡探测器中，所述校正路第一平衡探测器将入射光的光信号转换为拍频信号后发射给所述第一低通滤波器中，所述第一低通滤波器将拍频信号滤波后发送给所述采集与处理单元；所述校正路第二平衡探测器将入射光的光信号转换为拍频信号后发射给所述第二低通滤波器中，所述第二低通滤波器将拍频信号滤波后发送给所述采集与处理单元；所述扫频光发射路包括外腔式扫频连续波激光源和扫频光隔离器，所述外腔式扫频连续波激光源发射扫频光，射入所述扫频光隔离器中，所述扫频光隔离器将入射光光学隔离后射入所述测量路中，所述外腔式扫频连续波激光源采用线性调谐激光器实现；校正方法为：S1、采用飞秒光学频率梳发射的光学频率梳激光与线性调谐激光器发射的扫频光在90°光混频器输入端进行外差干涉，产生外差信号，并通过90°光混频器将所述外差信号进行IQ调制，获得两路调制后的信号，分别采用校正路第一平衡探测器和校正路第二平衡探测器对所述两路调制后的信号进行光电转换，获得两路相交的拍频信号；S2、采用扫频相对频率算法对扫频光与光学频率梳激光进行外差干涉的信号进行处理，获得扫频激光器的相对于扫描起始频率的频率差值；S3、根据所述扫频激光器的相对于扫描起始频率的频率差值，采用固定步长进行非均匀零插值，得到等间隔频率序列；S4、采用判定程序，结合原始解算频率和原始采样时间点，确定新时间采样点，确定所述等间隔频率序列对应的新时间采样点；S5、在所述新时间采样点处对测量路信号进行非均匀零插，同时进行低通滤波处理，获得插入零值点的准确内插值；S6、根据所述等间隔频率序列对应的新时间采样点，对测量路信号在新时间采样点处进行抽取，实现等频率间隔重采样，得到扫频非线性校正后的测量路信号，用于获得快速高精度的扫频干涉测量结果。

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