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一种基于分段编码脉冲调制的高速率光子回波信号产生方法,包括:将参考脉冲与编码脉冲与掺稀土晶体作用形成光谱光栅,其中,编码脉冲为分段式脉冲;将探测脉冲入射到晶体中产生压缩回波序列;通过调节编码脉冲的段与段之间的时间间隔对回波序列中的回波的时间间隔进行调控。由本申请所提供的基于分段编码脉冲调制的高速率光子回波信号产生方法所构建的分段的模型中,其产生的回波时宽不会产生变化。在分段编码脉冲的光子回波模型中,由于每一段的重叠带宽都相同所以在理论上可以产生没有时宽误差的压缩回波序列,因此可以将回波时宽出现误差消除。