希爾伯特—黃變換在光纖EFPI光譜檢測中的應用研究.pdf

1、關(guān)于光纖EFPI傳感器反射光譜的解調(diào)，如何從EFPI光譜信號中獲得EFPI腔長的信息，是光纖EFPI傳感器系統(tǒng)解調(diào)的一個主要的工作。一般的解調(diào)算法有單峰解調(diào)算法、雙峰解調(diào)算法、快速傅里葉變換算法、游標解調(diào)算法等，而這些算法之中，除了快速傅里葉算法不需要對信號進行濾波外，其他的算法都要先對EFPI光譜信號進行濾波。而快速傅里葉解調(diào)算法的精度受到其光譜儀的采樣精度的影響，一般的解調(diào)精度都不高。為了獲得高精度的解調(diào)腔長，因此如何從帶有噪聲的E

2、FPI光譜中獲得EFPI的反射光譜信號是EFPI系統(tǒng)解調(diào)所要研究的一個重要的部分。由于EFPI系統(tǒng)的光源強度的不穩(wěn)定、光纖傳輸中的損耗等原因，會使獲得EFPI光譜成為一個非平穩(wěn)、非線性的信號。基于傅里葉變換的信號處理方法在處理非平穩(wěn)、非線性信號方面具有局限性，而希爾伯特-黃算法（Hilbert-Huang Transform，簡稱HHT）在處理非平穩(wěn)、非線性信號上具有其他算法所沒有的優(yōu)勢。因而我們提出了使用HHT算法處理EFPI光譜信號

3、，從中獲取EFPI腔長的信息。
　　本文的算法是在matlab上進行模擬解調(diào)的。使用HHT算法從模擬的加載噪聲的EFPI光譜中提取EFPI的信息，并采用雙峰算法從中解調(diào)出EFPI腔長的信息。確定了HHT算法應用于EFPI光譜解調(diào)的可行性。對于此種方法的腔長解調(diào)精度做了分析，并對HHT算法的端點效應，模態(tài)混疊等問題提出了解決方案，一定程度上抑制了這些問題所帶來的影響。
　　但是由于不能徹底的解決這些問題，對此提出了使用HHT算

4、法對EFPI光譜進行濾波處理。模擬加載噪聲的EFPI光譜信號，采用HHT算法去噪，并使用雙峰算法解調(diào)。該算法解調(diào)出來的腔長的精度在十幾nm。為了獲知HHT濾波算法的濾波性能，實驗采用了FIR濾波器和小波變換等兩種算法對信號進行濾波，并采用雙峰算法解調(diào)出EFPI的腔長，比較解調(diào)腔長的精度。得出HHT算法的濾波效果比這兩種算法都要好。
　　本文的最后對真實的EFPI光譜采用了HHT算法進行了濾波處理，并采用雙峰算法解調(diào)，解調(diào)精度受到E