本发明公开了一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置及监测方法，装置包括：光学整形模块、液晶调制模块、探测模块、液晶控制终端以及计算模块；液晶调制模块包括：分光镜、平面镜、透射光栅、第一透镜以及液晶空间光调制单元；光学整形模块用于对输入的信号光依次进行调节偏振态、准直、偏振透射以及扩束的处理；液晶调制模块用于将经过光学整形的信号光分为参考光和测量光，并使得对测量光中不同频率的成分加载对应的相位延迟，参考光和测量光反射后回到反射镜发生干涉后形成探测光入射到探测模块；探测模块用于测量探测光的光功率。本发明能够在保留干涉法监测光信噪比的优点的同时改善干涉仪的滤波特性，从而提高光信噪比的测量精度。
1.一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置，其特征在于，包括：光学整形模块、液晶调制模块、探测模块、液晶控制终端以及计算模块；
所述光学整形模块用于对输入的信号光依次进行滤波、调节偏振态、准直、偏振透射以及扩束的处理；
所述液晶调制模块包括：分光镜、平面镜、透射光栅、第一透镜以及液晶空间光调制单元；所述分光镜用于将所述光学整形模块输出的信号光分为参考光和测量光，并使得反射的参考光和测量光发生干涉后形成探测光并入射到所述探测模块；所述平面镜用于反射参考光，其镜面与参考光的传播方向互相垂直；所述透射光栅用于使得测量光以入射角α入射然后发生角色散；所述第一透镜设置于透射光栅和液晶空间光调制单元之间，且所述第一透镜与所述透射光栅的距离以及所述第一透镜与所述液晶空间光调制单元的距离均为f；
所述第一透镜用于使得发生角色散的测量光变为平行光并垂直入射到所述液晶空间光调制单元；所述液晶空间光调制单元用于对测量光中不同频率的成分产生相应的附加相位延迟并使得测量光沿原路返回，所述附加相位延迟的大小由所述液晶控制终端可编程控制；
其中，α为所述透射光栅的光栅入射角，f为所述第一透镜的焦距；
所述计算模块用于通过所述液晶控制终端控制测量光中不同频率的成分所加载的附加相位延迟并根据所述探测模块所测量的光功率计算各个信道的光信噪比。
2.如权利要求1所述的基于空间光干涉的光信噪比监测装置，其特征在于，所述光学整形模块包括沿光路方向依次设置的光带通滤波器、光纤、偏振控制器、准直器、偏振分光镜以及扩束单元；
所述光带通滤波器用于波分复用的信道滤波以调节测量通道；所述光纤用于输入信号光；所述偏振控制器用于改变信号光的偏振态，使得沿液晶调制方向的信号光功率最大，以利于光信噪比的监测；所述准直器用于对信号光准直；所述偏振分光镜用于透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光；所述扩束单元用于扩束，使得光斑扩大从而光斑经过所述透射光栅后获得较高的光谱分辨本领。
3.如权利要求1所述的基于空间光干涉的光信噪比监测装置，其特征在于，所述探测模块包括：第二透镜和光功率测量模块；
所述第二透镜设置于所述分光镜和所述光功率测量模块之间，且所述第二透镜与所述光功率测量模块的距离为f2，所述第二透镜用于使得探测光聚焦至所述光功率测量模块的探测面，从而实现对信号光光功率的探测；其中，f2为所述第二透镜的焦距。
4.如权利要求1所述的基于空间光干涉的光信噪比监测装置，其特征在于，所述透射光栅为闪耀光栅，并且是相位光栅。
5.一种基于权利要求2所述的基于空间光干涉的光信噪比监测装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)中心波长标定：
根据所述透射光栅的色散方程，得到测量光在x方向的分布λ(x)和每个信道包含的像素个数p；在x方向将测量光划分为w个信道(C1,C2,…,Cw)，依次改变所述光带通滤波器的滤波信道，并标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，从而确定所述液晶空间光调制单元的像素与波长的映射关系；其中，所述w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)为根据ITU标准设定的标准波长，x方向为所述透射光栅刻线的排列方向，w为根据所述液晶空间光调制单元的分辨率确定的整数，且w的取值满足：wp＜N，N为所述液晶空间光调制单元在x方向的像素个数；
(2)调节所述光带通滤波器，使信道Ci,1≤i≤w为测量通道；
输入单信道信号光，并调节其偏振态，使得信号光成为线偏振光；对信号光进行准直，并透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光，然后对信号光进行扩束，使得光斑扩大从而光斑经过所述透射光栅后获得较高的光谱分辨本领；
将经过光学整形的信号光分为参考光和测量光；调节装置，满足以下条件：使得参考光垂直入射所述平面镜后反射；使得测量光以入射角α入射所述透射光栅，并经过所述第一透镜成为平行光，然后垂直入射所述液晶空间光调制单元后反射；使得反射的参考光和测量光返回所述分光镜后发生干涉；其中，α为所述透射光栅的光栅入射角；
对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极大干涉；对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极小干涉；
分别测量中心波长λi发生极大干涉时的功率Pmax和中心波长λi发生极小干涉时的功率Pmin，并由此计算中心波长λi对应的光信噪比ONSRλi；
(7)对于信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤(2)～(6)，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)对应的光信噪比(ONSRλ1,ONSRλ2,…,ONSRλw)。
6.如权利要求5所述的监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，包括如下步骤：(11)对于信道Cu,1≤u≤w，将其所对应的像素块作为中心像素区域Zu；
(12)将所述中心像素区域Zu等分位s个像素块，在0～π的范围内依次改变s个像素块加载的相位延迟，并测量每个像素块的功率值，其中，信道Cu第v个像素块的功率最大值为Pmax(u,v)，信道Cu第v个像素块的功率最小值为Pmin(u,v)；计算信道Cu每个像素块的最大功率值和小功率值之间的差值，其中，信道Cu第v个像素块所对应的功率差值为：Δ(u,v)＝Pmax(u,v)-Pmin(u,v)；s为根据中心区域Zu的大小设定的整数；
(13)若s个像素块所对应的功率差值相等，则将所述中心区域Zu作为中心波长λu所对应的像素区域Xu；否则，将s个像素块中功率差值最大的像素块作为中心像素区域Zu，并转入步骤(12)；
(14)对于信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤(11)～(13)，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)。
7.如权利要求5所述的监测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，附加相位延迟的计算公式如下：其中，h是两条干涉臂之间的长度差，n是空气折射率，m是干涉级次，x表示液晶空间光调制单元中沿透射光栅分光方向的像素坐标；
两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m的计算包括如下步骤：
(51)调节所述平面镜的位置，使得中心波长(λ1,λ2,…,λw)均在自由光谱范围内；
(52)分别测量中心波长λj、λk满足干涉极大时加载的相位延迟δ1和δ2，则δ1和δ2满足如下关系：其中，1≤j≤w、1≤k≤w且j≠k；
(53)根据所述相位延迟δ1和δ2的表达式计算得到两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m。
8.如权利要求5所述的监测方法，其特征在于，所述步骤(6)中，光信噪比ONSRλi的计算公式为： 其中，Psig为信道的信号功率，PASE为信道的噪声功率，Bn为由信道的滤波器通带确定的等效噪声带宽，β为信道最大功率与最小功率的比值。
一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置及监测方法
技术领域
[0001] 本发明属于光性能监测领域，更具体地，涉及一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置及监测方法。
背景技术
[0002] 光信噪比OSNR(Optical Signal Noise Ratio)是衡量光网络质量的一项重要参数，其定义为通道的信号功率除以信号波长处0.1nm内的噪声功率。
[0003] 目前光域测量光信噪比的方法中，光学干涉法效果好，精度好，适应性强，因此得到了广泛的应用。具体地，干涉法利用待测信号中信号和噪声的不同相干特性，假设信号是完全相干的而ASE噪声是完全不相干的。信号在输出端相长相消，从而通过测量功率得到光信噪比。信号的相干性不受色散(Chromatic Dispersion,CD)和偏振模色散(Polarization Mode Dispersion,PMD)的影响，在实际系统中测量精度高。现有的干涉系统一般是马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)。但是在马赫-曾德尔干涉仪中需要非常精确的控制时延和相位差，它的测量精度也非常依赖于MZI的消光比，尤其是在OSNR较高的情况下。
[0004] 因此，有必要提出一种测量精度高、适用性强、能精确控制的干涉装置进行光信噪比监测。
发明内容
[0005] 针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置及监测方法，其目的在于解决现有的基于马赫曾德尔干涉监测光信噪比技术中信号谱宽引起的干涉对比度低的问题，并在保留干涉法监测光信噪比的优点的同时改善干涉仪的滤波特性，从而提高光信噪比的测量精度。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于空间光干涉的光信噪比监测装置，包括：光学整形模块、液晶调制模块、探测模块、液晶控制终端以及计算模块；光学整形模块用于对输入信号光依次进行滤波、调节偏振态、准直、偏振透射以及扩束的处理；液晶调制模块包括：分光镜、平面镜、透射光栅、第一透镜以及液晶空间光调制单元；分光镜用于将光学整形模块输出的信号光分为参考光和测量光，并使得反射的参考光和测量光发生干涉后形成探测光并入射到探测模块；平面镜用于反射参考光，其镜面与参考光的传播方向互相垂直；透射光栅用于使得测量光以入射角α入射然后发生角色散；第一透镜设置于透射光栅和液晶空间光调制单元之间，且第一透镜与透射光栅的距离以及第一透镜与液晶空间光调制单元的距离均为f；第一透镜用于使得发生角色散的测量光变为平行光并垂直入射到液晶空间光调制单元；液晶空间光调制单元用于对测量光中不同频率的成分产生相应的附加相位延迟并使得测量光沿原路返回，附加相位延迟的大小由液晶控制终端可编程控制，相位曲线取决于干涉系统的滤波特性；其中，α为透射光栅的光栅入射角，f为第一透镜的焦距；探测模块用于测量探测光的光功率；计算模块用于通过液晶控制终端控制测量光中不同频率的成分所加载的附加相位延迟并根据探测模块所测量的光功率计算各个信道的光信噪比。
[0007] 光学整形模块、液晶调制模块以及探测模块构成了泰曼格林干涉系统。
[0008] 进一步地，光学整形模块包括沿光路方向依次设置的光带通滤波器、光纤、偏振控制器、准直器、偏振分光镜以及扩束单元；光带通滤波器用于波分复用的信道滤波以调节测量通道；光纤用于输入信号光；偏振控制器用于改变信号光的偏振态，使得沿液晶调制方向的信号光功率最大，以利于光信噪比的监测；准直器用于对信号光准直；偏振分光镜用于透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光；扩束单元用于扩束，使得光斑扩大从而光斑经过透射光栅后获得较高的光谱分辨本领。
[0009] 进一步地，探测模块包括：第二透镜和光功率测量模块；第二透镜设置于分光镜和光功率测量模块之间，且第二透镜与光功率测量模块的距离为f2，第二透镜用于使得探测光聚焦至光功率测量模块的探测面，从而实现对信号光光功率的探测；其中，f2为第二透镜的焦距。
[0010] 进一步地，透射光栅为闪耀光栅，并且是相位光栅。
[0011] 按照本发明的第二方面，本发明提供了一种基于本发明第一方面所提供的基于空间光干涉的光信噪比监测装置的监测方法，包括如下步骤：
[0012] (1)中心波长标定：
[0013] 根据透射光栅的色散方程，得到测量光在x方向的分布λ(x)和每个信道包含的像素个数p；在x方向将测量光划分为w个信道(C1,C2,…,Cw)，依次改变光带通滤波器的滤波信道，并标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，从而确定液晶空间光调制单元的像素与波长的映射关系；其中，w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)为根据ITU(International Telecommunication Union)标准设定的标准波长，x方向为透射光栅刻线的排列方向，w为根据液晶空间光调制单元的分辨率确定的整数，且w的取值满足：wp＜N，N为液晶空间光调制单元在x方向的像素个数；
[0014] (2)调节光带通滤波器，使信道Ci,1≤i≤w为测量通道；
[0015] (3)光学整形：
[0016] 输入单信道信号光，并调节其偏振态，使得信号光成为线偏振光；对信号光进行准直，并透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光，然后对信号光进行扩束，使得光斑扩大从而光斑经过所述透射光栅后获得较高的光谱分辨本领；
[0017] (4)分光干涉：
[0018] 将经过光学整形的信号光分为参考光和测量光；调节装置，满足以下条件：使得参考光垂直入射平面镜后反射；使得测量光以入射角α入射透射光栅，并经过第一透镜成为平行光，然后垂直入射液晶空间光调制单元后反射；使得反射的参考光和测量光返回分光镜后发生干涉；其中，α为透射光栅的光栅入射角；
[0019] (5)相位加载：
[0020] 对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极大干涉；对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极小干涉；
[0021] (6)功率探测及光信噪比计算：
[0022] 分别测量中心波长λi发生极大干涉时的功率Pmax和中心波长λi发生极小干涉时的功率Pmin，并由此计算中心波长λi对应的光信噪比ONSRλi；
[0023] (7)对信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤(2)～(5)，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)对应的光信噪比(ONSRλ1,ONSRλ2,…,ONSRλw)。
[0024] 进一步地，步骤(1)中，透射光栅的色散方程为： 其中，f为第一透镜的焦距，d0为光栅常数，θ为衍射角。
[0025] 进一步地，步骤(1)中标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，包括如下步骤：
[0026] (11)对于信道Cu,1≤u≤w，将其所对应的像素块作为中心像素区域Zu；
[0027] (12)将中心像素区域Zu等分位s个像素块，在0～π的范围内依次改变s个像素块加载的相位延迟，并测量每个像素块的功率值，其中，信道Cu第v个像素块的功率最大值为Pmax(u,v)，信道Cu第v个像素块的功率最小值为Pmin(u,v)；计算信道Cu每个像素块的最大功率值和小功率值之间的差值，其中，信道Cu第v个像素块所对应的功率差值为：Δ(u,v)＝Pmax(u,v)-Pmin(u,v)；s为根据中心区域Zu的大小设定的整数；
[0028] (13)若s个像素块所对应的功率差值相等，则将中心区域Zu作为中心波长λu所对应的像素区域Xu；否则，将s个像素块中功率差值最大的像素块作为中心像素区域Zu，并转入步骤(12)；
[0029] (14)对于信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤(11)～(13)，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)。
[0030] 进一步地，步骤(5)中，附加相位延迟 的计算公式如下：
[0031]
[0032] 其中，h是两条干涉臂之间的长度差，n是空气折射率，m是干涉级次，x表示液晶空间光调制单元中沿透射光栅分光方向的像素坐标；
[0033] 两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m的计算包括如下步骤：
[0034] (51)调节平面镜的位置，使得中心波长(λ1,λ2,…,λw)均在自由光谱范围内；
[0035] (52)分别测量中心波长λj、λk满足干涉极大时加载的相位延迟δ1和δ2，则δ1和δ2满足如下关系：
[0036]
[0037] 其中，1≤j≤w、1≤k≤w且j≠k；
[0038] (53)根据相位延迟δ1和δ2的表达式计算得到两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m。
[0039] 进一步地，步骤(6)中，光信噪比ONSRλi的计算公式为：其中，Psig为信道的信号功率，PASE为信道的噪声功率，Bn为由信道的滤波器通带确定的等效噪声带宽，β为信道最大功率与最小功率的比值，其计算公式为：β＝Pmax/Pmin。
[0040] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0041] (1)本发明所提供的基于空间光干涉的光信噪比监测装置，其主体为一个泰曼格林干涉仪，干涉仪的一个臂为平面镜，另一个臂由透射光栅和液晶空间光调制单元组成，实现了带内光信噪比的监测。本发明所提供的装置在自由空间实现干涉，对色散和偏振模式不敏感；另外，本发明所提供的装置对信号的调制格式不敏感，测量精度高，在未来的光网络应用中很有潜力。
[0042] (2)本发明所提供的基于空间光干涉的光信噪比监测装置，采用透射光栅和液晶空间光调制单元的组合，对信号光包含的不同频率的成分产生不同的相位延迟，优化了干涉仪自身的滤波特性，增加了干涉对比度，能够实现信号光整个频谱的干涉相长或相消，有效提高了测量精度。
附图说明
[0043] 图1为本发明实施例提供的基于空间光干涉的光信噪比监测装置的示意图；
[0044] 图2为本发明实施例提供的透射光栅剖面图；
[0045] 图3为本发明实施例提供的液晶空间光调制单元示意图；
[0046] 图4为本发明实施例提供的监测方法流程图；
[0047] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：
[0048] 1为光带通滤波器，2为光纤，3为偏振控制器，4为准直器，5为偏振分光镜，6为扩束单元，7为分光镜，8为平面镜，9为透射光栅，10为第一透镜，11为液晶空间光调制单元，12为第二透镜，13为光功率测量模块，14为液晶控制终端，15为计算模块，111为信号光在x方向的分布，1111为一个波长在x方向的分布。
具体实施方式
[0049] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0050] 本发明所提供的基于空间光干涉的光信噪比检测装置，如图1所示，包括：光学整形模块、液晶调制模块、探测模块、液晶控制终端14以及计算模块15；
[0051] 光学整形模块包括沿光路方向依次设置的光带通滤波器1、光纤2、偏振控制器3、准直器4、偏振分光镜5以及扩束单元6；带通滤波器1用于波分复用的信道滤波以调节测量通道；光纤2用于输入信号光；偏振控制器3用于改变信号光的偏振态，使得沿液晶调制方向的信号光功率最大，以利于光信噪比的监测；准直器4用于对信号光准直；偏振分光镜5用于透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光；扩束单元6用于扩束，使得光斑扩大从而光斑经过透射光栅后获得较高的光谱分辨本领；
[0052] 液晶调制模块包括：分光镜7、平面镜8、透射光栅9、第一透镜10以及液晶空间光调制单元11；分光镜7用于将光学整形模块输出的信号光分为参考光和测量光，并使得反射的参考光和测量光发生干涉后形成探测光并入射到所述探测模块；平面镜8用于反射参考光，其镜面与参考光的传播方向互相垂直；透射光栅9用于使得测量光以入射角α入射然后发生角色散；透射光栅9为闪耀光栅，且为相位光栅，其剖面图如图2所示；第一透镜10设置于透射光栅9和液晶空间光调制单元11之间，且第一透镜10与透射光栅9的距离以及第一透镜10与液晶空间光调制单元11的距离均为f；第一透镜10用于使得发生角色散的测量光变为平行光并垂直入射到液晶空间光调制单元11；液晶空间光调制单元11用于对不同频率的测量光产生附加相位延迟并使得测量光沿原路返回，附加相位延迟的大小由液晶控制终端14可编程控制，相位曲线取决于干涉系统的滤波特性；其中，α为所述透射光栅的光栅入射角，f为第一透镜10的焦距；
[0053] 探测模块包括：第二透镜12和光功率测量模块13；第二透镜12设置于分光镜7和光功率测量模块13之间，且第二透镜12与光功率测量模块13的距离为f2，第二透镜12用于使得探测光聚焦至光功率测量模块13的探测面，从而实现对信号光光功率的探测；其中，f2为第二透镜12的焦距。
[0054] 计算模块15用于通过液晶控制终端14控制不同频率的测量光所加载的附加相位延迟并根据探测模块所测量的光功率计算各个信道的光信噪比。
[0055] 光学整形模块、液晶调制模块以及探测模块构成了泰曼格林干涉系统。
[0056] 信号光进入图1所示的监测装置后，光学路径如下：
[0057] 光带通滤波器1进行信道滤波后，单信道光信号经过光纤2传输后经过偏振控制器3，再通过准直器4耦合到自由空间，再依次经过偏振分光镜5和扩束单元6，然后经过分光镜
7后分为参考光和测量光；参考光经过平面镜8反射后回到分光镜7；测量光依次经过透射光栅9、第一透镜10、液晶空间光调制单元11，反射后依次经过第一透镜10、透射光栅9、分光镜
7；两路光在分光镜7处再次合并并发生干涉，最后经过第二透镜12到达光功率测量模块13。
[0058] 如图1所示的监测装置，实现监测的具体实施过程如下：光纤2中的单信道信号光首先经过偏振控制器3，调节偏振控制器3改变信号光的偏振态，使液晶调制方向的分量功率尽可能大；然后，信号光经过准直器4，耦合到自由空间，再经过偏振分光镜5，信号光变成线偏振光且偏振方向与液晶调制方向一致，之后经过扩束单元6使光斑空间分布均匀，近似平面波；分光镜7将信号光分为参考光和信号光，参考光垂直入射到平面镜8，测量光经过透射光栅9，透射光栅9产生角色散，将信号光频谱分离，经过第一透镜10后变为线色散，信号光在光栅刻线排列方向空间分离，垂直入射到液晶空间光调制单元11，液晶空间光调制单元11可以对信号光不同频率成分产生不同的相位延迟，各频率成分加载的相位延迟大小根据干涉极大或极小条件决定，这样，信号光的所有频率成分可以同时干涉极大或极小，提高了干涉对比度，改善了干涉系统本身的滤波特性。两光束干涉后经过第二透镜12到达光功率测量模块13，光功率测量模块13分别记录干涉极大和干涉极小的功率值，经过信号处理可得到信号光的光信噪比。
[0059] 基于图1所示的基于空间光干涉的光信噪比监测装置及监测方法，本发明还提供了一种监测方法，如图4所示，包括如下步骤：
[0060] 步骤S401：根据透射光栅的色散方程 得到测量光在x方向的分布λ(x)和每个信道包含的像素个数p；在x方向将测量光划分为w个信道(C1,C2,…,Cw)，每个信道包含p个像素，如图3所示，1111为中心波长λ1所对应信道在x方向所占的像素块，w个波长共占wp个像素，如图3中的111所示；依次改变光带通滤波器1的滤波信道，标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，从而确定液晶空间光调制单元的像素与波长的映射关系；其中，w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)为根据ITU标准设定的标准波长，x方向为所述透射光栅刻线的排列方向，f为第一透镜10的焦距，d0为光栅常数，θ为衍射角；w为根据液晶空间光调制单元11的分辨率确定的整数，且w的取值满足：wp＜N，N为液晶空间光调制单元11在x方向的像素个数；
[0061] 每个信道包含的像素个数p的计算方法为：根据光栅常数d0和衍射角θ计算dx/dλ的比值，并将该比值乘以标准信道宽度，得到每个信道在液晶空间光调制单元11x方向的长度，然后将该长度除以像素大小，得到对应的像素个数p；
[0062] 步骤S402：调节光带通滤波器1，使信道Ci,1≤i≤w为测量通道；输入单信道信号光，并调节其偏振态，使得信号光成为线偏振光；对信号光进行准直，并透射信号光中偏振方向与液晶调制方向平行的光，然后对信号光进行扩束，使得光斑扩大从而光斑经过所述透射光栅后获得较高的光谱分辨本领；将经过光学整形的信号光分为参考光和测量光；调节装置，满足以下条件：使得参考光垂直入射平面镜后反射；使得测量光以入射角α入射透射光栅，并经过第一透镜成为平行光，然后垂直入射液晶空间光调制单元后反射；使得反射的参考光和测量光返回分光镜后发生干涉；其中，α为透射光栅的光栅入射角；
[0063] 步骤S403：对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极大干涉；对于信道Ci，加载附加相位延迟 使得信道Ci中所有频率的光均发生极小干涉；
[0064] 步骤S404：分别测量中心波长λi发生极大干涉时的功率Pmax和中心波长λi发生极小干涉时的功率Pmin，并计算中心波长λi对应的光信噪比ONSRλi；
[0065] 步骤S405：对信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤S402～S404，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)对应的光信噪比(ONSRλ1,ONSRλ2,…,ONSRλw)。
[0066] 步骤S401中标定w个信道的中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)，进一步包括如下步骤：
[0067] 步骤S4011：对于信道Cu,1≤u≤w，将其所对应的像素块作为中心像素区域Zu；
[0068] 步骤S4012：将中心像素区域Zu等分位s个像素块，在0～π的范围内依次改变s个像素块加载的相位延迟，并测量每个像素块的功率值，其中，信道Cu第v个像素块的功率最大值为Pmax(u,v)，信道Cu第v个像素块的功率最小值为Pmin(u,v)；计算信道Cu每个像素块的最大功率值和小功率值之间的差值，其中，信道Cu第v个像素块所对应的功率差值为：Δ(u,v)＝Pmax(u,v)-Pmin(u,v)；s为根据中心区域Zu的大小设定的整数，其常用的取值是2～10；
[0069] 步骤S4013：若s个像素块所对应的功率差值相等，则将中心区域Zu作为中心波长λu所对应的像素区域Xu；否则，将s个像素块中功率差值最大的像素块作为中心像素区域Zu，并转入步骤S4012；
[0070] 步骤S4014：对于信道(C1,C2,…,Cw)，依次执行步骤S4012～S4013，得到中心波长(λ1,λ2,…,λw)所对应的像素区域(X1,X2,…,Xw)。
[0071] 步骤S403中，附加相位延迟 的计算公式如下：
[0072]
[0073] 其中，h是两条干涉臂之间的长度差，n是空气折射率，m是干涉级次，x表示液晶空间光调制单元中沿透射光栅分光方向的像素坐标；
[0074] 两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m的计算包括如下步骤：
[0075] 步骤S4031：调节平面镜的位置，使得中心波长(λ1,λ2,…,λw)均在自由光谱范围内；
[0076] 步骤S4032：分别测量中心波长λj、λk满足干涉极大时加载的相位延迟δ1和δ2，则δ1和δ2满足如下关系：
[0077]
[0078] 其中，1≤j≤w、1≤k≤w且j≠k；
[0079] 步骤S4033：根据相位延迟δ1和δ2的表达式计算得到两条干涉臂之间的长度差h和干涉级次m。
[0080] 进一步地，步骤S404中，光信噪比ONSRλi的计算公式为：其中，Psig为信道的信号功率，PASE为信道的噪声功率，Bn为由信道的滤波器通带确定的等效噪声带宽，β为信道最大功率与最小功率的比值，其计算公式为：β＝Pmax/Pmin。
[0081] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
