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申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

申请日：2024-12-06

公开（公告）日：2025-01-03

公开（公告）号：CN119245829A

专利技术分类：.光谱测试（应用滤色器的入G01J3/51）[2006.01]

专利摘要：本发明涉及光谱探测技术领域，具体提供一种被动的激光外差双平衡光谱探测方法及装置，使用光混频器和光电二极管，对输入的窄线宽激光本振信号和宽谱的非相干目标光信号进行混频和差分处理，产生两路相位相差90°的随机时间拍频光电流信号，该随机时间拍频光电流信号包含信号光的光谱等信息，对输出的光电流信号进行滤波、积分等方法进行处理可以恢复信号光的光谱信息，利用这种方法，可以利用窄线宽激光本振信号的窄线宽及波长可调谐特性对宽谱非相干光信号进行高光谱分辨率信息获取，并有效提高本振光的利用效率，消除共模噪声和部分系统噪声，增强了输出信号的信噪比。

专利权项：1.一种被动的激光外差双平衡光谱探测方法，其特征在于，包括：利用光学系统对目标光信号进行采集，所述目标光信号为宽谱非相干光，由不同频率的光信号组成，其中不同频率光信号的复振幅是关于时间的随机函数；利用斩波器对所述目标光信号进行斩波调制，将调制后的目标光信号输入到光混频器的目标信号输入端，将窄线宽激光本振信号输入所述光混频器的本振输入端，在所述光混频器中，所述目标光信号与所述窄线宽激光本振信号会进行叠加，叠加后的目标光信号包括直流部分和交流部分，其中频率量级超过光电探测器记录极限的部分为直流部分，根据其中所述目标光信号中与所述窄线宽激光本振信号频率相近的成分会进行相干叠加，其中被光电探测器检测的部分称为交流信号，所述光混频器输出四路光电流信号，每路信号均包括直流部分和交流部分，其中所述直流部分均正比于所述窄线宽激光本振信号和所述目标光信号的光强和，所述交流部分之间存在相对相位差，分别为0、90、180和270；选择合适的滤波范围对输出的四路进行带通滤波，将0°和180°的两路信号输入到一对光电二极管中，对光电二极管的输出做差分处理，输出的电信号称为同相信号，将90°和270°的两路信号输入到另一对光电二极管中，90°和270°两路的输出为正交信号，其中所述同相信号和所述正交信号为输入信号交流部分的二倍，且不包含直流部分，同相信号和正交信号存在90°的相位延迟；将所述同相信号和所述正交信号经过锁相放大器进行谐波检测，其中所述锁相放大器的参考信号来自于斩波器的频率，将所述两路信号输入到示波器进行采样，根据示波器采集的两路信号的幅值做平方和，得到的结果与当前时刻的目标光信号强度成正比，获取预设时间内的目标光信号强度，获取所述预设时间内目标光信号强度的计算平均值，获得高光谱分辨率的光强信息。

百度查询： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种被动的激光外差双平衡光谱探测方法及装置