基于周期离散傅里叶变换算法的光腔衰荡光谱气体检测技术
摘要
针对衰荡时间提取中传统的离散傅里叶变换法提取精度不足以及Levenberg-Marquardt （L-M）算法拟合速率过慢的问题，提出一种周期离散傅里叶变换（PDFT）算法。该方法通过对周期性衰荡信号进行傅里叶变换，从频域中提取出衰荡信号的共同特征频率，利用该特征频率直接高精地提取衰荡时间常数。通过分析提取精度、拟合速率与周期数目间的关系，选定最佳的周期数目为20。从准确性，精度与拟合速率方面对PDFT算法进行了仿真分析，并搭建出一套基于腔衰荡光谱的氨气检测系统，对仿真结果进行实验验证。实验结果表明，与传统的L-M算法相比，PDFT算法的精度提高了1.79倍，同时拟合速率提高了6.76倍。Allan方差分析显示，在最佳积分时间下，系统的检测限低于1×10-9，说明该算法在腔衰荡光谱系统的实时气体传感中具有很好的应用潜力。
引用本文（GB/T 7714）
罗鑫 Luo Xin, 郭紫龙 Guo Zilong, 朱昊苏 Zhu Haosu, 等. 基于周期离散傅里叶变换算法的光腔衰荡光谱气体检测技术[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2025.
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