基于DSP的彈光調(diào)制干涉數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

1、彈光調(diào)制傅里葉變換光譜儀(Photo-elastic modulation Fourier transform spectrometer,PEM-FTS)作為一種調(diào)制頻率高、光譜范圍寬、抗振性能好的光譜探測技術(shù)，在航空航天、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、生命科學(xué)等瞬態(tài)光譜探測領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。PEM-FTS的核心器件是彈光調(diào)制器，其調(diào)制頻率高，每秒可產(chǎn)生上萬張干涉圖，需要采用一種速度較高的數(shù)據(jù)處理方法來實現(xiàn)彈光調(diào)制干涉信號光譜復(fù)原

2、。因此，本文重點研究了彈光調(diào)制干涉數(shù)據(jù)高速處理技術(shù)。
　　本論文在闡述彈光調(diào)制干涉具基本原理基礎(chǔ)上，對彈光調(diào)制干涉信號的特點進行了分析，針對彈光調(diào)制干涉信號的特性，對干涉數(shù)據(jù)預(yù)處理中的切趾、濾波、相位校正這幾個關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。針對Forman和Mertz相位校正法計算復(fù)雜的問題，重點提出了可減少Mertz法計算量的改進相位校正方法，實驗表明此方法在保證一定校正精度的前提下，能夠?qū)⒂嬎懔靠s減一半。
　　由于彈光調(diào)制干涉信號

3、的光程差具有非線性，本論文研究了基于高斯核函數(shù)卷積插值的非均勻快速傅里葉變換算法(nonuniform fast Fourier transform，NUFFT)，分析了不同參數(shù)對反演光譜的影響，實驗驗證，在合理選擇參數(shù)的前提下，該算法能夠快速準確地實現(xiàn)彈光調(diào)制干涉信號光譜復(fù)原。基于FPGA+DSP高速數(shù)據(jù)處理平臺，在TMS320C6713DSP芯片上實現(xiàn)了671nm激光和500K黑體輻射信號的切趾、濾波、相位校正，以及NUFFT算法。