【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光腔衰荡光谱测量，尤其涉及的是一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法、装置及系统。
技术介绍
1、光腔衰荡光谱测量技术广泛的应用在各种痕量气体含量探测中。由于光腔衰荡光谱测量气体浓度方法的独立性，使得该方法可以作为一种标准对气体浓度进行定标，这在国家标准的应用层面上意义特别重大。
2、光腔衰荡光谱测量中的一个技术的难点是：如何在短时间里获得更高的灵敏度，目前的方法有以下几种：第一种，简单的通过直接加大扫描激光波长或光学衰荡腔的腔长来达到，但是由于光学衰荡腔的纵模线宽比较窄，因此在加大扫描频率后，耦合到光学衰荡腔内的光强会变弱，进而只能实现有限的提高灵敏度。第二种，使用锁相环的方式，实时测量衰荡事件的重复频率，并反馈到激光的频率或光学腔长，将衰荡事件的重复频率锁定在最大点上，但是该方法不能控制激光频率的相位噪声，因此同样只能有限的提高测量灵敏度。第三种，使用激光器频率锁定的方法，将激光器的中心波长锁定到光学衰荡腔的纵模上，该方法条件要求较高，仅适用于实验室使用。
3、因此上述方法均无法实现对光腔衰荡光谱测量灵敏度大幅度提高且适用性广的要求，现有技术有待进一步的改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法、装置及系统，克服光腔衰荡光谱测量中测量灵敏度低的缺陷。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、第一方面，本实施例公开了一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其中，包括
4、控制输出扫描信号对激光器的中心波长或光学衰荡腔内的腔长进行扫描；
5、探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点；
6、根据所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差生成误差信号；
7、根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至与扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点，以使得扫描共振信号处于扫描信号时序范围的中心。
8、可选地，所述探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点的步骤包括：
9、判断所述光学衰荡腔内是否触发衰荡事件；
10、若所述光学衰荡腔内触发衰荡事件，则执行探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点。
11、可选地，所述判断所述光学衰荡腔内是否触发衰荡事件的步骤包括：
12、获取光学衰荡腔出射光束的光强；
13、根据所述出射光束的光强判断所述光学衰荡腔内是否触发衰荡事件。
14、可选地，所述根据所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差生成误差信号的步骤包括：
15、获取扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点；
16、计算所述第一时间点与第二时间点之间的时间差；
17、根据所述时间差确定扫描信号的偏移量。
18、可选地，根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点的步骤包括：
19、根据扫描信号的偏移量调整所述激光器的波长或光学衰荡腔的腔长，以使得调整后衰荡事件触发的第一时间点位于所述第二时间点。
20、可选地，所述探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点的步骤包括：
21、当探测到光学衰荡腔内触发衰荡时间时，触发逻辑电平信号，以获取所述第一时间点；所述逻辑电平信号为探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点。
22、可选地，所述将衰荡事件触发的第一时间点调整至与扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点的步骤之后，还包括：
23、增加扫描信号对应的频率为khz量级，以及减少扫描信号的幅度。
24、第二方面，本实施例公开了一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置，其特征在于，包括：扫描控制输出模块、衰荡事件探测模块、主控制器模块和开关触发信号模块；
25、所述扫描控制输出模块，用于输出扫描信号对激光器的中心波长或光学衰荡腔内的腔长进行扫描；
26、所述衰荡事件探测模块，用于根据接收到的光强判断光学衰荡腔内是否触发衰荡事件，以及判断出光学衰荡腔内触发衰荡事件后，输出逻辑电平信号至主控制器模块；
27、所述主控制器模块，用于接收衰荡事件检测模块输出的逻辑电平信号，记录衰荡事件触发的第一时间点，计算所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差，并根据所述时间差生成误差信号；
28、所述扫描控制输出模块，还用于根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至与扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点；
29、所述开关触发信号模块，用于接收所述主控制器模块发出的控制开关信号，以根据所述控制开关信号控制开启或关闭第一时间和第二时间的信息采集和开启或关闭光开关触发信号的发送。
30、可选地，所述衰荡事件探测模块为比较触发器；所述扫描控制输出模块为数模输出器；所述主控制器模块为功能性数字控制电路。
31、第三方面，本实施例还公开了一种光学衰荡光谱测量系统，其中，包括：激光器、光学衰荡腔、光电探测器和所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置；
32、所述激光器，用于产生激光光束；
33、所述光学衰荡腔，用于接收所述激光光束，并在腔体内触发衰荡事件；
34、所述光电探测器，用于探测所述光学衰荡腔内出射的光信号，并将探测到的光信号转换成电信号；
35、所述提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置，用于控制输出扫描信号对激光器的中心波长或光学衰荡腔内的腔长进行扫描，以及探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点；根据所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差生成误差信号；根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点。
36、有益效果:
37、本实施例提供了一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法、装置及系统，通过探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点；计算所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差，根据时间差生成误差信号；根据所述误差信号调整扫描共振信号出现的第一时间点与扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点同步。本实施例所提供的方法通过改变扫描信号的偏移量，使得扫描共振信号锁定在扫描范围的中心，进而提高衰荡事件的重复频率，进而提高光腔光谱测量的灵敏度。并且本实施例提供的方法激光器的中心频率不需要精密锁定，实施方便，受环境因素的影响小，在小型化和集成化的衰荡光谱装置中具有比较广泛的应用。
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1.一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述判断所述光学衰荡腔内是否触发衰荡事件的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差生成误差信号的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点的步骤包括：
7.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述将衰荡事件触发的第一时间点调整至扫描信号时序范围的中心对应的第
8.一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置，其特征在于，包括：扫描控制输出模块、衰荡事件探测模块、主控制器模块和开关触发信号模块；
9.根据权利要求8所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置，其特征在于，所述衰荡事件探测模块为比较触发器；所述扫描控制输出模块为数模输出器；所述主控制器模块为数字控制电路。
10.一种光学衰荡光谱测量系统，其特征在于，包括：激光器、光学衰荡腔、光电探测器和如权利要求8所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的装置；
...【技术特征摘要】
1.一种提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述探测光学衰荡腔内衰荡事件触发时的第一时间点的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述判断所述光学衰荡腔内是否触发衰荡事件的步骤包括：
4.根据权利要求1所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间点和扫描信号时序的范围中心对应的第二时间点之间的时间差生成误差信号的步骤包括：
5.根据权利要求4所述的提高光腔衰荡光谱测量灵敏度的方法，其特征在于，根据所述误差信号将衰荡事件触发的第一时间点调整至扫描信号时序范围的中心对应的第二时间点的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的提高光腔...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙羽，
申请(专利权)人：深圳知能精仪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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