CN110031410A - 一种激光衰荡检测装置 - Google Patents

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余锦
王金舵
何建国
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Abstract

本发明公开了一种激光衰荡检测装置，所述装置包括激光器、衰荡腔、电光晶体、探测器、A/D转换器和处理终端，所述衰荡腔位于所述激光器和探测器之间，所述探测器之后依次连接有A/D转换器和处理终端；所述电光晶体设置于所述衰荡腔内，通过控制所述电光晶体上加载的电压大小改变所述衰荡腔的腔长，实现腔长与所述激光器输出的激光波长的匹配，通过匹配后的共振加强来增加吸收光程，以此提高检测精度。该装置结构简单、稳定性强，能有效提高检测精度。

Description

一种激光衰荡检测装置
技术领域
本发明涉及光谱检测技术领域，尤其涉及一种激光衰荡检测装置。
背景技术
光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)是基于无源腔内吸收光谱而发展起来的高分辨率、高精度吸收光谱技术。CRDS技术测量光在衰荡腔中的衰荡时间，该时间仅与衰荡腔反射镜的反射率和衰荡腔内介质的吸收有关，而与入射光强的大小无关。因此，测量结果不受脉冲激光光强变化的影响,具有灵敏度高、信噪比高、抗干扰能力强等优点。
现有技术中一种是通过调制激光波长来实现匹配，为了实现波长与腔体的精确匹配，需要对激光驱动的温度控制精度或者电流输出稳定性要求极高。如果采用温度扫描，由于激光器温度不能突变导致采样速率慢；如果采用电流调制控制输出波长，目前用于检测的半导体可调谐激光器、量子级联激光器等波长随电流的变化敏感，同时又需要控制电流来调节激光器的输出功率，在一个大电流的基底上耦合一个微小的电流调制是难以保证精度，同时极易受到电磁干扰；另一种调制方式是采用压电陶瓷或者精密电动平台等运动部件改变衰荡腔的腔长，在调节过程中会由于光轴偏移、运动部件重复性等问题影响测试精度，此外运动部件使得结构复杂，不利于小型化设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光衰荡检测装置，该装置结构简单、稳定性强，能有效提高检测精度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种激光衰荡检测装置，所述装置包括激光器、衰荡腔、电光晶体、探测器、A/D转换器和处理终端，其中：
所述衰荡腔位于所述激光器和探测器之间，所述探测器之后依次连接有A/D转换器和处理终端；
所述电光晶体设置于所述衰荡腔内，通过控制所述电光晶体上加载的电压大小改变所述衰荡腔的腔长，实现腔长与所述激光器输出的激光波长的匹配，通过匹配后的共振加强来增加吸收光程，以此提高检测精度。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述装置结构简单、稳定性强，能有效提高检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的激光衰荡检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的激光衰荡检测装置结构示意图，所述装置主要包括激光器、衰荡腔、电光晶体、探测器、A/D转换器和处理终端，其中：
所述衰荡腔位于所述激光器和探测器之间，所述探测器之后依次连接有A/D转换器和处理终端；
所述电光晶体设置于所述衰荡腔内，通过控制所述电光晶体上加载的电压大小改变所述衰荡腔的腔长，实现腔长与所述激光器输出的激光波长的匹配，通过匹配后的共振加强来增加吸收光程，以此提高检测精度。
具体实现中，当所述激光器输出的入射光为线偏振光时：
所述电光晶体沿光轴方向布儒斯特角切割，以减少反射损耗；
或，在所述电光晶体的入射表面镀增透膜。
当所述激光器输出的入射光为非偏振光时，通过起偏器使其成为偏振光。
上述激光器输出的激光波长不变，以保证激光波长与吸收峰的严格对应关系，稳定的激光器输出波长是检测进度的保证。
另外，所述电光晶体的选择要与激光波长相对应，其组成具体包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、铌酸锂、钽酸锂、砷化镓或碲化镉等。本实施例中增加的电光晶体不仅能实现腔长匹配的作用，还可以通过快速的电压变化实现衰荡腔的失谐，达到快速关断。
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种激光衰荡检测装置，其特征在于，所述装置包括激光器、衰荡腔、电光晶体、探测器、A/D转换器和处理终端，其中：
所述衰荡腔位于所述激光器和探测器之间，所述探测器之后依次连接有A/D转换器和处理终端；
所述电光晶体设置于所述衰荡腔内，通过控制所述电光晶体上加载的电压大小改变所述衰荡腔的腔长，实现腔长与所述激光器输出的激光波长的匹配，通过匹配后的共振加强来增加吸收光程，以此提高检测精度。
2.根据权利要求1所述激光衰荡检测装置，其特征在于，当所述激光器输出的入射光为线偏振光时：
所述电光晶体沿光轴方向布儒斯特角切割，以减少反射损耗；
或，在所述电光晶体的入射表面镀增透膜。
3.根据权利要求1所述激光衰荡检测装置，其特征在于，当所述激光器输出的入射光为非偏振光时，通过起偏器使其成为偏振光。
4.根据权利要求1所述激光衰荡检测装置，其特征在于，
所述激光器输出的激光波长不变，以保证激光波长与吸收峰的严格对应关系。
5.根据权利要求1所述激光衰荡检测装置，其特征在于，
所述电光晶体的组成具体包括磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、铌酸锂、钽酸锂、砷化镓或碲化镉。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101425656A (zh) * 2008-12-17 2009-05-06 福州高意通讯有限公司 一种减少激光散斑效应的方法
CN101995328A (zh) * 2010-09-28 2011-03-30 中国科学院光电技术研究所 一种光学元件透射损耗测量方法
CN103779776A (zh) * 2013-10-10 2014-05-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于电光晶体调谐腔长的种子注入单频脉冲激光器
CN203745374U (zh) * 2013-11-12 2014-07-30 西安泰戈瑞森仪器有限公司 一种基于腔衰荡的痕量气体在线分析装置
CN106483069A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 西安泰戈分析仪器有限责任公司 基于腔衰荡技术的痕量气体在线分析装置
CN107727638A (zh) * 2017-11-02 2018-02-23 嘉兴镭光仪器科技有限公司 一种带谐振腔增强的激光拉曼光谱气体分析仪

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101425656A (zh) * 2008-12-17 2009-05-06 福州高意通讯有限公司 一种减少激光散斑效应的方法
CN101995328A (zh) * 2010-09-28 2011-03-30 中国科学院光电技术研究所 一种光学元件透射损耗测量方法
CN103779776A (zh) * 2013-10-10 2014-05-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于电光晶体调谐腔长的种子注入单频脉冲激光器
CN203745374U (zh) * 2013-11-12 2014-07-30 西安泰戈瑞森仪器有限公司 一种基于腔衰荡的痕量气体在线分析装置
CN106483069A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 西安泰戈分析仪器有限责任公司 基于腔衰荡技术的痕量气体在线分析装置
CN107727638A (zh) * 2017-11-02 2018-02-23 嘉兴镭光仪器科技有限公司 一种带谐振腔增强的激光拉曼光谱气体分析仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘颂豪，李淳飞: "《光子学技术与应用》", 31 December 2006 *
张厚，刘刚，张小宽: "《电磁场与电磁波及其应》", 31 December 2012 *
楼仁海等编著: "《工程电磁理论》", 31 December 1991 *

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