线性调频信号_相干探测线性调频信号功率非线性影响

在线性调频过程中由于是通过改变激光器的注入电流来调制激光器的频率。注入电流变化主要通过以下三个方面对激光器的输出波长进行调制

1 等离子效应引起有源区折射率变化

2 引起半导体激光器谐振腔增益系数的改变

3 注入电流变化引起的谐振腔内部温度变化，等效于温度调谐，这主要是半导体介质的禁带宽度变化引起的。

以上三个方面，以等离子效应引起的有源区折射率的改变对输出波长的影响最大。我们之前测试的问题就是在外差激光器调谐是用频率为10 KHz三角波调制的，激光器在调频的同时伴随着振幅的调制(已经向激光器厂家证实)，而且此振幅量比较大，在光干涉后的差频信号上又叠加了一个调制的交流量，而且这个交流量幅值比较大，FFT后的10Khz基频就是该交流量，即是激光器三角波调制的频率，FFT后差频信号频率夹杂在激光器三角波调制的基频的谐波里，无法明确提取出来。

我们假设幅值调制的交流量可以写为，

其中A0为激光器发射的平均功率，在激光器调频过程中激光器的功率随着时间的变化。f为激光器能量的变化频率，决定了激光器在调频过程中功率的变化快慢。

则此时的激光器发射的线性调频信号可以表示为 

激光器发射信号分成两束，一束为信号光向空间辐射，辐射的信号的振幅由辐射的那一个时刻来决定，信号在空间传输一段距离后反射会接收端，反射信号的时延为，反射信号可以写为

此时回来的信号光与本振光进行相干得到中频信号

频率为

从上面的6式可以看到虽然激光器在调频请况下幅值发生变化，但是其中频频率不会发生变化。但是从这个5式子看到相位在随延迟的时间有一项变化，将对中频信号的幅值产生影响。影响的频率为。

解决的方法1：通过电路把激光器调频同时伴随着调幅的幅值减小拉平缓，即在光源上解决该问题。

解决的方法2：不改变光源在接收信号后通过上位机处理数据，用数学方法从采集的信号中减去三角波；目的是消除三角波及其谐波对测量的影响。

解决的方法3：通过增加回光光路长度，增加差频频率；目的是提高有效信号的频率，从时域和频域提高观测性，但增加光路长度的同时信噪比会降低，目前光路测试平台环境光路长度无法再加长，需要再购买一块光路面包板方可增加回光光路距离。