一种可调谐半导体激光器调制电路制造技术

本发明专利技术涉及半导体激光领域，特别是涉及一种可调谐半导体激光器调制电路，包括：输出数字控制信号的控制器；基于数字控制信号输出正弦波信号和与正弦波信号同频的方波信号的正弦波电路；基于数字控制信号输出三角波信号的三角波电路，基于数字控制信号输出直流电压信号的电压电路，将正弦波信号、三角波信号和直流电压信号进行叠加得到驱动信号的加法运算电路，基于方波信号采集可调谐半导体激光器的输出信号的锁相放大器。本发明专利技术使得可调谐半导体激光器可以达到最佳调制深度，从而提高对痕量气体的检测精度。量气体的检测精度。量气体的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种可调谐半导体激光器调制电路


[0001]本专利技术涉及半导体激光领域，特别是涉及一种可调谐半导体激光器调制电路。

技术介绍

[0002]可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，简称TDLAS)是一种利用激光二极管的波长扫描和电流调谐特性对气体进行测量的技术，即利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量，具有高选择性、高分辨率、高反应速度和高灵敏度等优点。
[0003]其中，可调谐半导体激光器的驱动电路的可靠性及准确性是十分关键的，它可使激光器发出的波长更加稳定，并且能够围绕气体中心波长进行扫描，使气体吸收充分，提高气体检测的精度和灵敏度。然后，不同气体对激光器调制信号幅值的要求不尽相同，现有调制电路很难对不同气体检测时的调制深度进行自适应优化，无法使TDLAS装置的检测性能得到有效利用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种可调谐半导体激光器调制电路，使得可调谐半导体激光器可以达到最佳调制深度，从而提高对痕量气体的检测精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种可调谐半导体激光器调制电路，包括：控制器、正弦波电路、三角波电路、电压电路、加法运算电路和锁相放大器；
[0007]所述控制器用于输出数字控制信号；
[0008]所述正弦波电路基于所述数字控制信号输出正弦波信号和与所述正弦波信号同频的方波信号；
[0009]所述三角波电路基于所述数字控制信号输出三角波信号；所述电压电路基于所述数字控制信号输出直流电压信号；
[0010]所述加法运算电路将所述正弦波信号、所述三角波信号和所述直流电压信号进行叠加得到驱动信号；所述驱动信号位于待检测气体的吸收谱线内；
[0011]所述驱动信号对所述可调谐半导体激光器进行激励，所述锁相放大器基于所述方波信号采集所述可调谐半导体激光器的输出信号；
[0012]所述控制器调整所述输出数字控制信号，继而调整所述正弦波信号和所述直流电压信号，当所述输出信号达到最大值时，确定此时所对应的正弦波信号为最优正弦波信号。
[0013]优选地，所述数字控制信号包括第一数字控制信号、第二数字控制信号和第三数字控制信号；
[0014]所述正弦波电路基于所述第一数字控制信号输出所述正弦波信号和与所述正弦波信号同频的所述方波信号；
[0015]所述三角波电路基于所述第二数字控制信号输出所述三角波信号；
[0016]所述电压电路基于所述第三数字控制信号输出所述直流电压信号。
[0017]优选地，所述正弦波电路包括第一数模转换器和第一波形发生器；
[0018]所述第一数模转换器基于所述第一数字控制信号输出第一模拟控制信号；
[0019]所述第一波形发生器基于所述第一模拟控制信号输出所述正弦波信号和与所述正弦波信号同频的所述方波信号。
[0020]优选地，所述三角波电路包括第二数模转换器和第二波形发生器；
[0021]所述第二数模转换器基于所述第二数字控制信号输出第二模拟控制信号；
[0022]所述第二波形发生器基于所述第二模拟控制信号输出所述三角波信号。
[0023]优选地，所述可调谐半导体激光器调制电路还包括：恒流电路；
[0024]所述恒流电路将所述驱动信号以设定电流值输入至所述可调谐半导体激光器。
[0025]优选地，所述正弦波电路还包括：第一电阻；
[0026]所述第一数模转换器和所述第一波形发生器通过所述第一电阻连接。
[0027]优选地，所述三角波电路还包括：第二电阻；
[0028]所述第二数模转换器和所述第二波形发生器通过所述第二电阻连接。
[0029]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0030]本专利技术涉及一种可调谐半导体激光器调制电路，包括：控制器、正弦波电路、三角波电路、电压电路、加法运算电路和锁相放大器；所述控制器用于输出数字控制信号；所述正弦波电路基于所述数字控制信号输出正弦波信号和与所述正弦波信号同频的方波信号；所述三角波电路基于所述数字控制信号输出三角波信号；所述电压电路基于所述数字控制信号输出直流电压信号；所述加法运算电路将所述正弦波信号、所述三角波信号和所述直流电压信号进行叠加得到驱动信号；所述驱动信号位于待检测气体的吸收谱线内；所述驱动信号对所述可调谐半导体激光器进行激励，所述锁相放大器基于所述方波信号采集所述可调谐半导体激光器的输出信号；所述控制器调整所述输出数字控制信号，继而调整所述正弦波信号和所述直流电压信号，当所述输出信号达到最大值时，确定此时所对应的正弦波信号为最优正弦波信号。本专利技术使得可调谐半导体激光器可以达到最佳调制深度，从而提高对痕量气体的检测精度。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术可调谐半导体激光器调制电路结构图。
[0033]符号说明：1
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控制器，2
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正弦波电路，3
‑
三角波电路，4
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电压电路，5
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加法运算电路，6
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恒流电路，7
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锁相放大器，8
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可调谐半导体激光器，21
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第一数模转换器，22
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第一波形发生器，23
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第一电阻，31
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第二数模转换器，32
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第二波形发生器，33
‑
第二电阻。
具体实施方式
[0034]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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
[0035]本专利技术的目的是提供一种可调谐半导体激光器调制电路，使得可调谐半导体激光器可以达到最佳调制深度，从而提高对痕量气体的检测精度。
[0036]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0037]图1为本专利技术可调谐半导体激光器调制电路结构图。如图1所示，本专利技术提供了一种可调谐半导体激光器调制电路，包括：控制器1、正弦波电路2、三角波电路3、电压电路4、加法运算电路5、恒流电路6和锁相放大器7。
[0038]所述控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调谐半导体激光器调制电路，其特征在于，包括：控制器、正弦波电路、三角波电路、电压电路、加法运算电路和锁相放大器；所述控制器用于输出数字控制信号；所述正弦波电路基于所述数字控制信号输出正弦波信号和与所述正弦波信号同频的方波信号；所述三角波电路基于所述数字控制信号输出三角波信号；所述电压电路基于所述数字控制信号输出直流电压信号；所述加法运算电路将所述正弦波信号、所述三角波信号和所述直流电压信号进行叠加得到驱动信号；所述驱动信号位于待检测气体的吸收谱线内；所述驱动信号对所述可调谐半导体激光器进行激励，所述锁相放大器基于所述方波信号采集所述可调谐半导体激光器的输出信号；所述控制器调整所述输出数字控制信号，继而调整所述正弦波信号和所述直流电压信号，当所述输出信号达到最大值时，确定此时所对应的正弦波信号为最优正弦波信号。2.根据权利要求1所述的可调谐半导体激光器调制电路，其特征在于，所述数字控制信号包括第一数字控制信号、第二数字控制信号和第三数字控制信号；所述正弦波电路基于所述第一数字控制信号输出所述正弦波信号和与所述正弦波信号同频的所述方波信号；所述三角波电路基于所述第二数字控制信号输出所述三角波信号；所述电压电路基于所述第三数字控...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡蝶，万留杰，李昀，何葵东，莫凡，夏刚，胡勇胜，赵训新，邓盛名，魏加达，王卫东，
申请(专利权)人：五凌电力有限公司河南工学院，
类型：发明
国别省市：