一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统，其包括函数发生器、激光温度控制模块、激光驱动模块、量子级联激光器、可见红光激光器、平面反射镜、分束镜、红外探测器、由压电陶瓷位移器驱动的平面反射镜、腔前平面反射镜、四镜衰荡腔、采集卡、电脑。通过四镜衰荡腔让激光在衰荡腔内不断来回反射，使有效吸收路径增加，从而大大降低痕量气体的探测限，同时光反馈会把激光器的线宽压的很窄，并且对激光输出进行频率锁定，抑制谐振腔内高阶横模的产生，又由于反馈光提高了激光腔体内的光子数密度，极大的激发光子发射，降低了阈值电流，提高了激光器的输出功率。该方法能充分利用光学谐振腔选模的特点，增加腔衰荡系统的鲁棒性及增强衰荡信号的信噪比。

A mid infrared gas measurement system based on four mirror optical feedback

【技术实现步骤摘要】
一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统
本专利技术涉及气体监测
，尤其涉及一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统。
技术介绍
气体的光谱测量方法主要有可调谐二极管激光吸收光谱、光声光谱技术、腔增强吸收光谱技术、法拉第旋转光谱技术、差分吸收光谱技术、激光诱导荧光技术和腔衰荡光谱技术等。腔衰荡光谱技术是一种基于衰荡腔的高灵敏测量技术，主要通过测量光在衰荡腔中的衰荡时间，衰荡时间与衰荡腔的腔镜，基长以及腔内介质的散射和吸收有关，与光源光强的变化无关，具有灵敏度高，信噪比高，抗干扰强的特点。测量不含有待测气体时的衰荡时间为本底衰荡时间τ0，含有待测气体时的衰荡时间为τ，在已知待测气体吸收截面σ的情况下，通过下面的公式可以获得待测气体的浓度：其中RL为腔长和待测气体吸收长度的比值，c为光速。其中光反馈腔衰荡光谱技术技术可有效地避免传统线型腔系统中因激光在腔镜上的强反射而导致的激光器性能不稳定问题，同时利用其谐振反馈光信号锁定激光频率并压窄激光谱线。量子级联激光器以其具有的低噪声水平、高输出功率、窄线宽和易于调制等优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统，其特征在于，包括：/n激光发生组件，所述激光发生组件包括函数发生器、量子级联激光器以及用于对所述量子级联激光器进行控制的激光温度控制模块和激光驱动模块，所述激光发生组件输出测试激光；/n四镜衰荡腔，所述四镜衰荡腔包括样品池以及设于所述样品池内的输入平凹高反镜、输出平凹高反镜、第一平面反射镜以及第二平面反射镜，所述第一平凹高反镜、第二平凹高反镜、第一平面反射镜以及第二平面反射镜均固定于调整架上，所述输入平凹高反镜与所述输出平凹高反镜对称安装，所述测试激光透过所述输入平凹高反镜射至所述输出平凹高反镜，所述第一平面反射镜以及所述第二平面反射镜的位置满足将所...

【技术特征摘要】
1.一种基于四镜光反馈的中红外气体测量系统，其特征在于，包括：
激光发生组件，所述激光发生组件包括函数发生器、量子级联激光器以及用于对所述量子级联激光器进行控制的激光温度控制模块和激光驱动模块，所述激光发生组件输出测试激光；
四镜衰荡腔，所述四镜衰荡腔包括样品池以及设于所述样品池内的输入平凹高反镜、输出平凹高反镜、第一平面反射镜以及第二平面反射镜，所述第一平凹高反镜、第二平凹高反镜、第一平面反射镜以及第二平面反射镜均固定于调整架上，所述输入平凹高反镜与所述输出平凹高反镜对称安装，所述测试激光透过所述输入平凹高反镜射至所述输出平凹高反镜，所述第一平面反射镜以及所述第二平面反射镜的位置满足将所述输出平凹高反镜的第一反射测试激光反射至所述输入平凹高反镜的反射面上，并使在所述输入平凹高反镜的反射面上的第二反射测试激光与射至所述输出平凹高反镜的所述测试激光重合，所述四镜衰荡腔设有通入待测气体的进气口以及与所述进气口相对应的出气口；
光路引导组件，所述光路引导组件用于将所述测试激光引导至所述四镜衰荡腔内，所述光路引导组件包括产生可见红光激光的可见红光激光器、用于将所述可见红光激光引导至与所述测试激光重合的第三平面反射镜和分束镜、以及用于调整所述测试激光光路长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仁志，黄崇崇，谢品华，王怡慧，靳华伟，吴涛，刘建国，刘文清，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34