光纤低相干干涉技术中光拍频噪声的分析与消除硕士学位论文

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文光纤低相干干涉技术中光拍频噪声的分析与消除姓名：范军申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：杨广学20090301哈尔滨理T大学工学硕上学位论文光纤低相干干涉技术中光拍频噪声的分析与消除摘要光纤低相干干涉技术已经被广泛用于高灵敏度的测量技术当中。低相干干涉技术通过降低相干噪声可测量光的相位，而且可以对光程差，包括光相干层析剖面进行绝对测量。光纤低相干干涉仪采用自发辐射发光的宽带光源，随着越来越多的利用光学层析技术，在光纤低相干干涉中对信噪比的研究也越显重要，其中一个特别的噪声

2、就是由低相干光源发出的自发辐射发光多个频率分量混合而成的拍频噪声，在一定的范围内拍频噪声将限制光程差和相位检测的灵敏度。本文对光纤低相干干涉的传感特性进行了详细的理论研究，提出了热噪声、散粒噪声和拍频噪声的基本表达式，进而给出由很小相位变化和绝对光程变化的信噪比和分辨率公式，对光拍频噪声产生的影响进行数值分析并讨论。介绍了LabVIEW虚拟仪器，并在其平台上对干涉信号进行数据采集、显示、低通滤波、中值滤波、信噪比估计以及拍频噪声的提取，LabVIEW以其强大的频域功能模块与MATLAB丰富的小波工具箱形成了很

3、好的互补。本文主要通过传统滤波方法、快速傅立叶滤波和小波阈值去噪法对干涉信号进行去噪，并通过大量实验结果对比分析，验证了它们各自的优缺点。小波变换的多分辨率分析的特点，能很好地反映信号的局部特性，小波阈值的选取和小波基的选择是本文的重点。关键词低相干干涉技术；拍频噪声；信噪比；小波阈值分析TheAnalysisandEliminationofOpticalBeatNoiseinFiberLow--coherenceInterferometryAbstractLow。coherenceinterferometr

4、yiSpopularlyusedasahigh—sensitivitymeasuringtoolinscienceandindustry．Low—coherenceinterferometrycanmeasureopticalphasewithreducingcoherencenoiseandmoreovercancarryouttheabsoluteopticalpathdifference，includingopticalcoherencetomography．Alow‘coherenceinterfer

5、ometeriSilluminatedbyabroadbandlight．whichiSgeneratedbyspontaneousemissionfromvariousincoherentlightsources．WiththeIncreasinguseofopticalcoherencetomography，thestudyofthesignal．to．noiseratioinlow—coherenceinterferometryhasbeenofincreasingconcern．Theparticul

6、arnoiseinlOW·coherenceinterferometryistheopticalbeatnoiseduetothemixingofthemultiplefrequencycomponentsinvolvedinthespontaneousemissionofanilluminatinglow—coherencelight．Atacertainrangetheopticalbeatnoisewilllimittheopticalpathdifferenceandopticalphasedetec

7、tionsensitivity．Thisthesismakesadetailedtheoreticalstudyofthesensingperformanceoflow。coherenceinterferometry,andproposesthebasicformulasofthethermalnoise，theshotnoiseandtheopticalbeatnoise．Becauseofthesmallphasechangeandabsoluteopticalpathchange，thisthesisp

8、resentsthebasicformulasotthesignaltonoiseratioandresolution．Thesignificanteffectoftheopticalbeatnoiseontheperformanceoflow—coherenceinterferometerarenumericallyevaluatedanddiscussed．LabVIEWvirtualinstr