[发明专利]一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法

权利要求书

1.一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法，其特征在于，是以CCD线阵探测的相关干涉信号为原始数据，将光强和对应的位置信息以两个数列形式输出，先对相关干涉信号数据进行预处理去除基底信号，并提取预处理后的相关干涉信号的上包络点，再对其进行高斯拟合，精确确定峰值位置，解算出光纤法珀传感器的腔长；

包含以下步骤：

步骤1：获取CCD线阵探测的干涉信号原始数据；

步骤2：对原始干涉信号进行预处理，即根据聚焦照射于CCD线阵的光场空间分布的特征，使用数学模型构建无相关干涉条件下的光场空间分布，求出不同位置x处的光强值I_s，进而用干涉信号各个点的光强值I_out除以对应位置的I_s，将与干涉信号叠加的光源空间高斯分布基底信号去除；

步骤3：通过对预处理后的数字序列的区间单调变化方向进行判断，提取干涉信号极大值点，其构成干涉信号的上包络；

步骤4：设定阈值，截取拟合区间；

步骤5：由所选区间内的n个极大值点处的光强值y_i组成n×1矩阵Y＝(y₁y₂y₃...y_n)^T，其对应的位置信息组成n×1矩阵X＝(x₁x₂x₃...x_n)^T，这两个矩阵构成了高斯拟合寻峰的数据；

步骤6：用高斯函数拟合数据点(x_i,y_i)(1≤i≤n)；

首先构造n×1单位列向量A＝(111...1)^T,再对X矩阵中的每一个元素求平方，并构造n×1列向量组合3个n×1列向量组合成n×3矩阵B：

接下来对矩阵Y＝(y₁y₂y₃...y_n)^T中的每一个元素代入公式Z_i＝lny_i，其运算后的数据构成n×1列向量Z＝(z₁z₂z₃...z_n)^T，对矩阵B求逆后左乘Z矩阵，计算后得到3×1列向量(b₀,b₁,b₂)^T，得到高斯拟合参数b₀，b₁，b₂；

步骤7：将求得的高斯拟合参数b₁，b₂，代入公式和确定相关干涉信号的峰值在光楔上对应的位置x_max，并由腔长和位置信息的对应关系θ为光楔上表面和下表面的夹角，获得腔长L，从而确定被测物理参量。

2.如权利要求1所述的一种用于光纤法珀传感器腔长相关解调的拟合寻峰方法，其特征在于，所述步骤4中，是将相关干涉信号强度最大值的1/2设为阈值，计算半高全宽x_FWHM，以相关干涉信号强度最大值所对应的位置x_peak为中心，截取高斯拟合区间(x_FWHM-x_peak,x_FWHM+x_peak)。