本发明专利技术涉及激光光谱气体传感器技术领域，特别涉及一种基于多层结构的长光程气体吸收池，气体吸收池的气室为矩形体结构，其顶部设置气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；气室的右下角处并列设有激光器尾纤接口和光电探测器，所述气室的左上角处设有光学爬坡器，在气室的上下侧壁处安装有两层四组多点反射光路模块。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术将两层气室叠加，设计出多层结构，能够有效地减小检测系统整机体积。通过反射光路的多次光束反射，在吸收池内增加了总的探测光程，有利于提高探测信噪比以及测量精度；由于多次反射光路减小了吸收池的体积，从而减少了测量的响应时间。从而减少了测量的响应时间。从而减少了测量的响应时间。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多层结构的长光程气体吸收池
[0001]本专利技术涉及激光光谱气体传感器
，特别涉及一种基于多层结构的长光程气体吸收池。
技术介绍
[0002]目前，利用可调谐吸收光谱技术检测气体的技术在全世界飞速发展，整个检测系统的核心装置是气体吸收池，目前气体吸收池主要采用White池和Herriott池，它们的特点是测量气室通常采用多个镜面或反射镜，将光路在气室里多次反射增加光程长度。根据比尔朗伯定律得知，更长的光程意味着更高的检测精度。所以，现如今提升气体吸收光程是提高检测精度值得研究的方向之一。
[0003]White型气体吸收池需要三片反射镜，结构复杂，装调难度大，稳定性较差。而Herriott池虽然只需要两片反射镜，但若是需要更大的光程，就需要增加两片反射镜的距离以及加大反射镜面，这与我们的减小体积增大光程的初衷相违背。并且，现有技术都是在二维结构层面寻找解决方法，使反射光路只在一个平面内反射。
[0004]为此，本申请设计了一种基于多层结构的长光程气体吸收池，以解决上述问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了弥补现有技术中的不足，提供了一种基于多层结构的长光程气体吸收池。采用双层结构的设计，让光路在三维结构上的两个平面内进行反射。这就能够极大的减小二维层面的大小，有效的在有限的气室体积下，延长气体测量光程，从而达到增加测量精度的目的。
[0006]一种基于多层结构的长光程气体吸收池，包括气室，其特征在于：所述气室为矩形体结构，其顶部设置气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；所述气室的右下角处并列设有激光器尾纤接口和光电探测器，所述气室的左上角处设有光学爬坡器，在气室的上下侧壁处安装有两层四组多点反射光路模块。
[0007]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述气室的右下角处的激光器尾纤接口位于光电探测器的正上方。
[0008]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述多点反射光路模块由10个反射镜呈45
°
首尾相接组成。
[0009]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述气室盖板的通气孔上设有烧结过滤网，气室和气室盖板的壳体材料为金属。
[0010]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述反射镜为平面反射镜或将镜面底板光学抛光、镀反射膜而形成的反射镜面或由45
°
反射棱镜的反射面组成的反射镜面。
[0011]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述激光器尾纤接口处由前端DFB激光器经过调谐之后通过激光器尾纤接口接入到气室中；所述光电探测器的位于气室中的内部端设置有透镜。
[0012]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述光学爬坡器为矩形壳体，其内部空间作为光学爬坡器气室，通过通孔连通气室，通孔的两侧分别设有第一光纤准直器和第二光纤准直器，第一光纤准直器对应设置在光学爬坡器气室中的第一反光镜，第二光纤准直器对应设置在光学爬坡器气室中的第二反光镜。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术将两层气室叠加，设计出多层结构，能够有效地减小检测系统的体积。通过反射光路的多次光束反射，在吸收池内增加了总的探测光程，有利于提高探测信噪比以及测量精度；由于多次反射光路减小了吸收池的体积，从而减少了测量的响应时间。通过采用平行光光源和带有聚焦透镜的光电探测器的收发设计，利用精密机械加工的高精度和尺寸一致性，保证了镜面的入射角精度；整个专利技术设计不但减少了生产工艺的复杂性，也提高产品的成品率，便于大规模生产。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的去掉气室盖板的立体结构示意图；图2为本专利技术的气室盖板的结构示意图；图3为本专利技术的光学爬坡器的剖视图；图4为本专利技术的侧视透视光路示意图。
[0015]图中，1、激光器尾纤接口，2、光电探测器，3、气室，4、反射镜，5、光学爬坡器，501、光学爬坡器气室，502、第一反光镜，503、第二反光镜，504、通孔，505、第一光纤准直器，506、第二光纤准直器，6、气室盖板、7、通气孔，8、烧结过滤网，9、气体检测光路。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0017]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]图1
‑
图4为本专利技术的一种具体实施例，该实施例为一种基于多层结构的长光程气体吸收池，采用了多反射光路模块、激光器和探测器组成的气室3。多反射光路模块由N个反射元件（平面反射镜或反射棱镜）组成。每一条光路和它相邻的直线光路是相互垂直的；每两条相邻直线光路之间有一个与直线光路成45
°
的反射镜。
[0024]图1
‑
图4展示了一种两层结构的且每层各有20个反射镜的气体吸收池，以说明本专利技术的基本概念和原理。气体通过装有烧结过滤网8的通气孔7扩散进入气室3上层的第一气室，激光光源从激光器尾纤接口1射出，以45
°
的入射角入射在反射镜4上，其反射光束则以45
°
角从反射镜4反射出，并且再次以45
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多层结构的长光程气体吸收池，包括气室（3），其特征在于：所述气室（3）为矩形体结构，其顶部设置气室盖板（6），气室盖板（6）中心设有通气孔（7）；所述气室（3）的右下角处并列设有激光器尾纤接口（1）和光电探测器（2），所述气室（3）的左上角处设有光学爬坡器（5），在气室（3）的上下侧壁处安装有四组两层多点反射光路模块。2.根据权利要求1所述的基于多层结构的长光程气体吸收池，其特征在于：所述气室（3）的右下角处的激光器尾纤接口（1）位于光电探测器（2）的正上方，所述气室（3）分为上下两层，上层为第一气室，下层为第二气室。3.根据权利要求1所述的基于多层结构的长光程气体吸收池，其特征在于：所述多点反射光路模块由10个反射镜（4）呈45
°
首尾相接组成。4.根据权利要求1所述的基于多层结构的长光程气体吸收池，其特征在于：所述气室盖板（6）的通气孔（7）上设有烧结过滤网（8），气室（3）和气室盖板（6）的壳体材...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兆伟，王寿林，魏玉宾，张婷婷，李艳芳，宫卫华，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：
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