[发明专利]用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节装置及方法

权利要求书

1.一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、通过上位机软件设置锁频参数；

步骤2、主控单元配置调制参数；

步骤3、扫描解调制参考信号相位并同步采集对应光谱序列；

步骤4、上位机软件计算处理；

步骤5、主控单元配置最优化解调制相位参数；

步骤6、自动调节完成信息确认；

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)上位机软件输出开始自动调节指令给主控模块，主控模块配置调制解调制模块的解调制参考信号开始线性相位扫描，相位扫描范围为-π～π，相位扫描间隔为2π/N，相位扫描总时长为P秒，故每个相位扫描点等间隔维持时长为P/N；

(2)在相位扫描开始同时，主控模块输出触发信号触发控制数据采集模块开始采集用户设置的锁频目标频率点附近±XMHz范围内的调制转移光谱信号；采样时间为每个相位扫描点的保持时间P/N，采样率为R；对应于每个相位扫描点采集的光谱信号幅度构成一个采样序列S_n(n＝1,2,...N)，序列内包含当前相位条件下的光谱信号的Q个采样点；由采样率和采样时间计算得到采样序列长度Q＝R·P/N；采样序列实时地传送到上位机软件进行线性拟合斜率K_n(n＝1,2,...N)计算。

2.根据权利要求1所述的一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：

用户通过上位机软件设置调制转移光谱工作频率、相位扫描点数、扫描时间、锁频目标频率、采样率的参数，并将其分发至主控单元和数据采集模块；如无设置，则上述参数默认为上一次用户设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：

主控单元接收上位机软件发送的调制参数信息，并根据调制转移光谱工作频率参数完成调制解调制模块的调制信号和解调制信号输出的配置，通过时钟同步和初始相位设置，解调制参考信号相比于调制信号的初始相位偏移为

4.根据权利要求1所述的一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：所述步骤4的具体方法为：

相位扫描结束后，上位机软件分别对各采样序列进行线性拟合并计算斜率K_n(n＝1,2,...N)，得到拟合斜率最大值，记为K_M，该最大值对应采样序列的相位序号M(M∈{1,2,...N})即为最优化解调制相位序号；上位机软件负责将该序号发送到主控单元进行最优相位设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：所述步骤5的具体方法为：

主控单元根据接收到的最优化相位序号对应的相位值配置给解调制信号源，完成解调制参考信号源的相位优化，然后反馈上位机软件最优化相位配置完成标志0XFF。

6.根据权利要求1所述的一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：所述步骤6的具体方法为：

上位机软件接收配置完成标志并校验，校验正确后，输出自动调节完成消息框，提示用户进行一键锁频操作。

7.一种用于调制转移光谱锁频的最优化谱线自动调节装置，应用所述权利要求1至6的任一项的最优化谱线自动调节方法，其特征在于：包括：上位机软件、主控单元、调制解调制模块和数据采集模块；其中：

所述上位机软件与主控单元相连接，该上位机软件用于采集用户需求，进行参数设置及最优化谱线自动调节过程控制，以及数据处理运算；

所述主控单元的输出端与调制解调制模块相连接，该主控单元用于响应上位机软件的参数和指令，对调制解调制模块输出的调制信号和解调制信号进行中继控制；

该主控单元的输出端还与数据采集模块相连，用于响应上位机软件的指令，对光谱信号采集过程进行触发控制；

所述调制解调制模块用于响应主控单元的参数指令输出调制信号对调制转移激光光路的信号进行调制，以及对调制转移激光光路输出的探测光拍频信号进行解调制；

所述数据采集模块的输入端还与该调制解调制模块相连，用于对调制解调制模块输出的调制转移光谱信号进行采集；

所述数据采集模块还与上位机软件相连接，用于将所采集的调制转移光谱信号传输到上位机软件。