刘　顺，李　晓*，王志斌，吕润发，李克武，景　宁，武向辉

（1.中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，太原030051；2.中北大学计算机与控制工程学院，太原030051）

基于弹光调制旋光测量的信号解调系统*

刘顺1，2，李晓1，2*，王志斌1，吕润发1，李克武1，景宁1，武向辉2

（1.中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，太原030051；2.中北大学计算机与控制工程学院，太原030051）

考虑到弹光调制技术PEM（photo-elastic modulation）测量光学旋光高灵敏度、高精度的优点，设计了一种基于PEM的软硬件相互配合的旋光数据解调系统，以满足实时稳定的旋光角度测量要求。在FPGA内使用多通道直接数字频率合成技术DDS（Direct Digital Synthesis），采用同一频率控制字产生PEM的驱动信号和数字锁相的倍频参考信号，保证了信号的同频同源。弹光调制信号的交流序列和直流序列分别通过两路串口设备并行传输，LabVIEW完成串口资源配置和数据缓存，经数字锁相解调得到光学旋光角度。实验表明，在旋光角为8.52×10-5rad时，系统的标准偏差是1.48×10-6rad。

数字解调；锁相放大器；弹光调制；LabVIEW

EEACC:7220；4180doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2016.07.013

线偏振光通过某些双折射晶体时振动面发生旋转的现象称为旋光现象［1-3］，通过对旋光角的测量可以实现对样品的纯度、浓度、结构及成分等的分析。目前旋光角的测量大多通过旋光仪来实现，如上海精科的SGW-1型自动旋光仪、上海仪迈IP120-digi4数字平台旋光仪、美国PerkinElmer公司的341/ 343型自动精密旋光仪，它们的精确度最高为0.002°（约3.49×10-5rad），仅能满足精度要求不高的常规应用领域。2015年我们首次提出了一种基于弹光调制PEM（Photo-Elastic Modulation）的高精度（精度高达10-7rad）旋光角测量方法［4］，该方法具有灵敏度高、精度高、稳定性好等优点［5-6］。……