本發(fā)明屬于聲光調(diào)制領(lǐng)域，具體涉及一種聲光調(diào)制器輸出脈沖波形任意調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、聲光調(diào)制是一種外調(diào)制技術(shù)，通常把控制激光束強(qiáng)度變化的聲光器件稱作聲光調(diào)制器。聲光調(diào)制器對不同頻率驅(qū)動信號的響應(yīng)度不同，且該響應(yīng)是非線性的，特別是驅(qū)動信號距離聲光調(diào)制器的中心頻率越遠(yuǎn)，聲光調(diào)制器的響應(yīng)度越低，這會給聲光調(diào)制器輸出的調(diào)制后脈沖帶來畸變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種聲光調(diào)制器輸出脈沖波形任意調(diào)控方法，以解決因聲光調(diào)制器對不同頻率驅(qū)動信號的響應(yīng)度不同，而導(dǎo)致聲光調(diào)制器輸出的調(diào)制后脈沖會發(fā)生波形畸變的問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種聲光調(diào)制器輸出脈沖波形任意調(diào)控方法，包括：

3、步驟s100、將射頻信號中的各個(gè)頻率脈沖依次發(fā)送給聲光調(diào)制器，該射頻信號中任意兩個(gè)頻率脈沖之間的頻率和驅(qū)動電壓至少有一個(gè)不同，該聲光調(diào)制器基于各個(gè)頻率脈沖進(jìn)行聲光調(diào)制，輸出調(diào)制后脈沖，對該調(diào)制后脈沖進(jìn)行采樣，獲得與各個(gè)頻率和驅(qū)動電壓組合對應(yīng)的幅值，從而獲得由各個(gè)幅值組成的二維矩陣，其中每個(gè)幅值元素在該二維矩陣中的位置均由其對應(yīng)頻率和驅(qū)動電壓的大小來表征；

4、步驟s200、針對目標(biāo)脈沖中的每個(gè)頻率脈沖，根據(jù)該脈沖的頻率從該二維矩陣中查找到與該脈沖的幅值最接近的元素，確定該元素對應(yīng)的驅(qū)動電壓，將各個(gè)頻率脈沖的驅(qū)動電壓按照頻率大小置于驅(qū)動電壓數(shù)組中對應(yīng)位置處；

5、步驟s300、根據(jù)幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組，確定該聲光調(diào)制器調(diào)制輸出該目標(biāo)脈沖時(shí)，向該聲光調(diào)制器提供的驅(qū)動信號。

6、可選的，所述步驟s100具體包括：

7、步驟s111、根據(jù)改變后驅(qū)動電壓生成射頻信號，該射頻信號由多個(gè)不同的頻率脈沖組成，每個(gè)頻率脈沖的電壓均為改變后該驅(qū)動電壓；

8、步驟s112、將不同頻率脈沖依次發(fā)送給聲光調(diào)制器，該聲光調(diào)制器基于各個(gè)頻率脈沖進(jìn)行聲光調(diào)制，輸出調(diào)制后時(shí)域脈沖，對該時(shí)域脈沖進(jìn)行依次采集，將采集到的時(shí)域脈沖變換為頻譜信號，根據(jù)該頻譜信號獲得在改變后驅(qū)動電壓下各個(gè)不同頻率脈沖的幅值，在改變后驅(qū)動電壓下獲得的各個(gè)幅值組成了二維矩陣中的一個(gè)列向量或行向量，每個(gè)幅值元素在該列向量或行向量中的位置均由其對應(yīng)頻率和驅(qū)動電壓的大小來表征；

9、步驟s113、判斷是否完成驅(qū)動電壓的所有改變，若是，則獲得由各個(gè)列向量或行向量組成的二維矩陣，否則，繼續(xù)改變驅(qū)動電壓，返回執(zhí)行步驟s111。

10、可選的，所述步驟s100具體包括：

11、步驟s121、生成由不同頻率脈沖組成的射頻信號，其中針對每個(gè)頻率脈沖，均多次改變了其驅(qū)動電壓；

12、步驟s122、針對對應(yīng)頻率脈沖，將該頻率下不同驅(qū)動電壓的脈沖依次發(fā)送給聲光調(diào)制器，該聲光調(diào)制器基于具有不同驅(qū)動電壓和相同頻率的各個(gè)脈沖進(jìn)行聲光調(diào)制，輸出調(diào)制后時(shí)域脈沖，對該時(shí)域脈沖進(jìn)行依次采集，將采集到的時(shí)域脈沖變換為頻譜信號，根據(jù)該頻譜信號獲得在該頻率下具有不同驅(qū)動電壓的脈沖的幅值，在該頻率下獲得的各個(gè)幅值組成了二維矩陣中的一個(gè)行向量或列向量，每個(gè)幅值元素在該行向量或列向量中的位置均由其對應(yīng)頻率和驅(qū)動電壓的大小來表征；

13、步驟s123、判斷該射頻信號中是否所有頻率脈沖均完成步驟s122操作，若是，則獲得由各個(gè)行向量或列向量組成的二維矩陣，否則，針對下一個(gè)頻率脈沖，返回執(zhí)行步驟s122。

14、可選的，該射頻信號為步進(jìn)移頻射頻信號，其各個(gè)不同頻率脈沖的脈沖寬度相等，且任意相鄰兩個(gè)不同頻率脈沖之間的時(shí)間間隔相等。

15、可選的，該步進(jìn)移頻射頻信號rf(t)的表達(dá)式為：

16、

17、其中n表示步進(jìn)移頻射頻信號中不同頻率脈沖的個(gè)數(shù)，v表示驅(qū)動電壓，tp表示各個(gè)不同頻率脈沖的脈沖寬度，t表示任意相鄰兩個(gè)不同頻率脈沖之間的時(shí)間間隔，f0+(i-1)δf表示脈沖頻率，(n-1)δf＝ba，ba表示射頻信號的帶寬，n和i均為整數(shù)，δf表示步進(jìn)移頻量。

18、可選的，所述步驟s112中根據(jù)該頻譜信號獲得在改變后驅(qū)動電壓下各個(gè)不同頻率脈沖的幅值包括：針對每個(gè)頻率脈沖，將該脈沖的頻率表示為f0+fi，確定該頻率脈沖的索引round(f0+fi/fp)，根據(jù)該索引從該頻譜信號中獲得該頻率脈沖對應(yīng)的幅值，其中f0表示射頻信號的初始頻率，fi表示脈沖頻率與初始頻率的差值，fp表示頻譜信號分辨率，round()為四舍五入的取整函數(shù)。

19、可選的，所述步驟s200具體包括：

20、步驟s210、將目標(biāo)脈沖中各個(gè)頻率脈沖的幅值由一維數(shù)組表示，每個(gè)幅值在該一維數(shù)組中的位置由其對應(yīng)頻率來表征；該一維數(shù)組的大小為n，該二維矩陣的大小為n×m或m×n，n表示脈沖頻率的個(gè)數(shù)，m表示驅(qū)動電壓的改變次數(shù)，n和m均為大于1的整數(shù)；當(dāng)該目標(biāo)脈沖的頻率個(gè)數(shù)少于該射頻信號的頻率個(gè)數(shù)時(shí)，將該一維數(shù)組中對應(yīng)位置處的幅值置為零；

21、步驟s220、針對該一維數(shù)組中幅值為非零的每個(gè)位置，確定該位置對應(yīng)頻率在該二維矩陣中所在的行向量或列向量，從該行向量或列向量中查找到與該位置對應(yīng)幅值最接近的元素，確定該元素在該二維矩陣中對應(yīng)的驅(qū)動電壓，將確定的各個(gè)頻率脈沖的驅(qū)動電壓按照頻率大小置于驅(qū)動電壓數(shù)組中對應(yīng)位置處，該驅(qū)動電壓數(shù)組的大小為m，當(dāng)該目標(biāo)脈沖的頻率個(gè)數(shù)少于該射頻信號的頻率個(gè)數(shù)時(shí)，將該驅(qū)動電壓數(shù)組中對應(yīng)位置處的幅值置為零。

22、可選的，所述步驟s300具體包括：

23、步驟s310、根據(jù)該射頻信號的帶寬和目標(biāo)脈沖的帶寬，確定幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號，根據(jù)該目標(biāo)脈沖的帶寬和脈沖采樣率，確定該幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號的采樣點(diǎn)數(shù)；

24、步驟s320、根據(jù)該采樣點(diǎn)數(shù)，對該驅(qū)動電壓數(shù)組進(jìn)行插值處理，使得該驅(qū)動電壓數(shù)組中的幅值個(gè)數(shù)等于該采樣點(diǎn)數(shù)；

25、步驟s330、將該幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和驅(qū)動電壓數(shù)組進(jìn)行逐元素相乘，獲得該聲光調(diào)制器生成該目標(biāo)脈沖時(shí)，向該聲光調(diào)制器提供的驅(qū)動信號。

26、可選的，所述步驟s310中，該幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號s1表示為：

27、s1＝cos{2πf0t+πkt2}

28、其中f0表示射頻信號的初始頻率，k＝ba/ta，ba表示射頻信號的帶寬，ta表示目標(biāo)脈沖的帶寬；該幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號s1的采樣點(diǎn)數(shù)pa為：

29、pa＝ta*fd，fd表示脈沖采樣率。

30、可選的，該二維矩陣中頻率個(gè)數(shù)n越大，頻率與幅值的對應(yīng)關(guān)系越準(zhǔn)確，該二維矩陣中驅(qū)動電壓個(gè)數(shù)m越大，驅(qū)動電壓和幅值的對應(yīng)關(guān)系越準(zhǔn)確；頻率與幅值的對應(yīng)關(guān)系越準(zhǔn)確，驅(qū)動電壓和幅值的對應(yīng)關(guān)系越準(zhǔn)確，基于二維矩陣獲得的驅(qū)動信號更準(zhǔn)確，聲光調(diào)制器基于驅(qū)動信號進(jìn)行聲光調(diào)制，輸出的調(diào)制后脈沖形狀也更精確；

31、該射頻信號中頻率脈沖的脈寬越寬，在二維矩陣形成過程中，獲得的該頻率脈沖對應(yīng)幅值準(zhǔn)確度越高，并且在驅(qū)動信號確定過程中，根據(jù)目標(biāo)脈沖中脈沖頻率和幅值，從二維矩陣中查找到的幅值元素與該目標(biāo)脈沖中脈沖幅值更接近，由此獲得的驅(qū)動信號更加準(zhǔn)確，聲光調(diào)制器輸出的調(diào)制后脈沖形狀也更精確。

32、本發(fā)明的有益效果是：

33、1、本發(fā)明將射頻信號中的各個(gè)頻率脈沖依次發(fā)送給聲光調(diào)制器，使得任意兩個(gè)頻率脈沖之間的頻率和驅(qū)動電壓至少有一個(gè)不同，聲光調(diào)制器基于各個(gè)頻率脈沖進(jìn)行聲光調(diào)制后，對聲光調(diào)制器輸出的調(diào)制后脈沖進(jìn)行采樣，就可以獲得與各個(gè)頻率和驅(qū)動電壓組合對應(yīng)的幅值，在獲得頻率、驅(qū)動電壓和幅值之間的對應(yīng)關(guān)系后，在聲光調(diào)制器待輸出的目標(biāo)脈沖的頻率和幅值已知時(shí)，根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系就可以確定射頻信號的驅(qū)動電壓，由于目標(biāo)脈沖和射頻信號的頻率相同，因此可以獲得具有對應(yīng)頻率和驅(qū)動電壓的驅(qū)動信號，聲光調(diào)制器基于該驅(qū)動信號進(jìn)行聲光調(diào)制，就可以輸出任意波形的目標(biāo)脈沖，由于聲光調(diào)制器對不同頻率光信號的響應(yīng)度不同，因此聲光調(diào)制器輸出的調(diào)制后脈沖會出現(xiàn)形狀畸變，本發(fā)明對該形狀畸變進(jìn)行了補(bǔ)償，提高了任意波形調(diào)控準(zhǔn)確度；本發(fā)明在存儲頻率、驅(qū)動電壓和幅值之間的對應(yīng)關(guān)系時(shí)是采用二維矩陣的形式，幅值構(gòu)成二維矩陣中的元素，每個(gè)幅值元素對應(yīng)的頻率和驅(qū)動電壓的大小來表征幅值的位置，由此可以方便基于目標(biāo)脈沖的頻率和幅值，對其驅(qū)動電壓進(jìn)行查找，從而可以大大提高波形調(diào)控效率；本發(fā)明在獲得目標(biāo)脈沖中各個(gè)頻率脈沖的驅(qū)動電壓后，是將驅(qū)動電壓按照頻率大小置于驅(qū)動電壓數(shù)據(jù)組中對應(yīng)位置處，如此可以方便幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組之間的關(guān)系快速實(shí)現(xiàn)對應(yīng)，從而可以進(jìn)一步提高波形調(diào)控效率和準(zhǔn)確度；

34、2、本發(fā)明采用步進(jìn)移頻射頻信號作為形成二維矩陣所需的射頻信號，并使其各個(gè)不同頻率脈沖的脈沖寬度相等，且任意相鄰兩個(gè)不同頻率脈沖之間的時(shí)間間隔相等，可以方便對各個(gè)具有不同頻率和驅(qū)動電壓的脈沖進(jìn)行分辨解析，從而可以提高二維矩陣形成準(zhǔn)確度；此外，二維矩陣中相鄰元素之間對應(yīng)的頻率差相等，在根據(jù)目標(biāo)脈沖中的頻率和幅值來確定驅(qū)動電壓時(shí)可以降低驅(qū)動電壓的確定誤差；

35、3、本發(fā)明將目標(biāo)脈沖中各個(gè)頻率脈沖的幅值組成的一維數(shù)組的大小擴(kuò)充至與二維矩陣中脈沖頻率個(gè)數(shù)n相等，由此每次根據(jù)目標(biāo)脈沖中的頻率對二維矩陣中該頻率所在行向量或列向量進(jìn)行查找時(shí)，均不必進(jìn)行頻率對比，而只需要進(jìn)行位置索引，如此可以提高調(diào)控效率；本發(fā)明在根據(jù)幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組，來確定向聲光調(diào)制器提供的驅(qū)動信號時(shí)，需要確保幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組之間的關(guān)系相互對應(yīng)，本發(fā)明將根據(jù)目標(biāo)脈沖的頻率和幅值確定的驅(qū)動電壓數(shù)組的大小擴(kuò)充至與二維矩陣中驅(qū)動電壓個(gè)數(shù)m相等，在確保幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組之間的關(guān)系相互對應(yīng)時(shí)，不必對幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號做預(yù)處理，如此可以進(jìn)一步提高調(diào)控效率；

36、4、本發(fā)明在根據(jù)幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組，來確定向該聲光調(diào)制器提供的驅(qū)動信號時(shí)，考慮到了脈沖采樣率，由此可以保證幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組之間關(guān)系的對應(yīng)性，并且本發(fā)明在根據(jù)采樣率，對驅(qū)動電壓數(shù)組進(jìn)行插值處理之前，首先將驅(qū)動電壓數(shù)組的大小擴(kuò)充至與二維矩陣中驅(qū)動電壓個(gè)數(shù)m相等，由此可以進(jìn)一步確保幅值歸一化線性調(diào)頻驅(qū)動信號和該驅(qū)動電壓數(shù)組之間關(guān)系的對應(yīng)性，從而提高調(diào)控準(zhǔn)確度。