光谱测量技术作为一种测量手段,在生物医学、分子分析、激光检测、光纤通讯等方面有着不可或缺的作用,而随着各个领域的不断深入,对光谱测量的精度、分辨率以及测量范围有着更高的需求。在诸多的光谱测量分析手段中,外差干涉光谱测量可以满足覆盖整个C波段的高精度高分辨率的测量要求。在外差干涉光谱测量中,使用传统的机械式调频激光器,具有价格昂贵,体积较大等缺点,在光谱测量中,对测量的成本与操作性要求较高,使用半导体激光器作为扫频光源时扫频范围又相对较窄,不能进行覆盖整个C波段范围的光谱测量。综上,本文以半导体激光器阵列作为调频激光光源,进行外差干涉光谱测量的研究。本文的主要研究内容如下:1.基于外差干涉光谱测量原理及总体方案分析。针对具有高性能的外差干涉光谱测量的方法,对其进行原理性分析,并通过仿真进行验证,设计了相应的外差干涉光谱测量的总体方案。2.基于半导体激光器阵列外差干涉光谱测量的影响因素分析。针对外差干涉测量的性能进行分析,对影响外差干涉光谱测量性能的因素进行仿真分析,并进行参数选择提高外差干涉光谱测量的性能。此外,针对半导体激光器阵列扫频特性进行分析,包括扫频速度对外差干涉光谱测量的影响分析以及半导体激光器阵列扫频范围的拼接。3.基于半导体激光器阵列外差干涉光谱测量的标定方法研究。针对半导体激光器阵列外差干涉光谱测量的标定模块进行设计,并对不同半导体激光器阵列单个激光管扫过不同的波长范围进行波长测量方法的研究,以及对功率测量方法的研究。4.基于半导体激光器外差干涉外差干涉光谱测量的实验结果分析。针对半导体激光器阵列扫频范围拼接进行实验验证,实现了C波段范围内连续扫频,使得半导体激光器阵列外差干涉光谱测量能够实现覆盖整个C波段测量。在光谱测量实验中,采用大带宽的采集卡进行采集,上位机上进行信号处理的方式,波长测量不确定度达到了0.372pm,在使用硬件模拟信号处理方式进行信号处理时,VCSEL垂直腔激光器阵列作为扫频源的波长测量不确定度为0.969pm,将DFB激光器阵列中单个激光管能够扫过相邻两个气体吸收峰的激光器阵列作为扫频光源时,波长测量不确定度为0.459pm,将DFB激光器阵列中单个激光管只能够扫过单个气体吸收峰的激光器阵列作为扫频光源时,采用了扫频测距法与单频激光干涉仪相结合的测量方式进行了马赫泽德干涉仪光程的标定,最终的波长测量不确定度达到了0.317pm,在对系统分辨率测量后,系统的分辨率达到了6MHz,在功率测量实验中,将DFB激光器阵列作为扫频光源时,功率测量重复性在0.2mW以内,即-6dBm以下。本文主要在外差干涉光谱测量系统基础上,使用成本较低,体积较小,更为方便的半导体激光器阵列作为扫频激光光源实现高分辨率、高精度、覆盖整个C波段的光谱测量方法,对该类型激光光源作为扫频激光光源的外差干涉光谱测量的方案进行设计、标定方法进行研究,证实了该激光光源作为扫频激光光源时进行外差干涉光谱测量的可行性。