CN115629051A - 一种含水物质浓度的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光检测的技术领域，提供一种含水物质浓度的测量方法，包括如下步骤：控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光；所述检测激光经珐珀元件和双折射滤光片使所述检测激光的谱线宽度与水分子的吸收峰匹配；基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，使所述检测激光经第一聚焦镜射入样品池对所述含水物质进行检测；从所述样品池出射的所述检测激光经第二聚焦镜射入光电探测器，所述光电探测器把光信号转换为电信号后传递到数据处理单元后确定出含水物质的浓度。本发明可以对水蒸气浓度或水溶液浓度进行准确测量。

Description

一种含水物质浓度的测量方法
技术领域
本发明涉及激光检测的技术领域，特别涉及一种含水物质浓度的测量方法。
背景技术
对于特殊环境下，需要准确的检测混合气体中水蒸气浓度以及混合溶液的浓度，以便于对混合溶液的浓度进行实时监控，同时确保由于混合溶液的挥发，而导致存储环境中水蒸气浓度提高而发生易燃易爆的风险。目前，没有很有效的手段，能够同时准确的检测混合气体中水蒸气浓度以及混合溶液的浓度。
发明内容
本发明的目的是为了解决含水物质浓度的测量的技术问题，而提出了一种含水物质浓度的测量方法。
具体的本发明涉及一种含水物质浓度的测量方法，包括如下步骤：
控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光；
所述检测激光经珐珀元件和双折射滤光片使所述检测激光的谱线宽度与水分子的吸收峰匹配；
基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，使所述检测激光经第一聚焦镜射入样品池对所述含水物质进行检测；
从所述样品池出射的所述检测激光经第二聚焦镜射入光电探测器，所述光电探测器把光信号转换为电信号后传递到数据处理单元后确定出含水物质的浓度；
其中，当所述含水物质为含水混合气体时，含水混合气体中水蒸气的浓度满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
M 1 为水蒸气的浓度，h为普朗克常量，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为气体的吸收峰波长，B为含水物质吸收跃迁常数，L为样品池的长度，S为气体吸收峰所围的面积，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为对应波
Figure 459515DEST_PATH_IMAGE002
长从样品池出射光强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为对应波长
Figure 970131DEST_PATH_IMAGE002
入射至样品池检测激光的强度。
在一些实施例中，当所述含水物质为水溶液时，所述水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，M 2 为水溶液中水的浓度，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为对应波长
Figure 812185DEST_PATH_IMAGE002
的吸收系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为对应波长
Figure DEST_PATH_IMAGE008
的吸收系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为相对灵敏度，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为对应波长
Figure 535290DEST_PATH_IMAGE008
的比例系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为对应波长
Figure 818504DEST_PATH_IMAGE002
的比例系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为对应波长
Figure 437704DEST_PATH_IMAGE008
的瑞利散射系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为对应波长
Figure 970316DEST_PATH_IMAGE002
的瑞利散射系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为对应波长
Figure 762692DEST_PATH_IMAGE008
的米氏散射系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为对应波长
Figure 900412DEST_PATH_IMAGE002
的米氏散射系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为对应波长
Figure 487251DEST_PATH_IMAGE008
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为对应波长
Figure 444843DEST_PATH_IMAGE002
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为对应波长
Figure 775330DEST_PATH_IMAGE008
从样品池出射光强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为对应波长
Figure 767557DEST_PATH_IMAGE008
入射至样品池检测激光的强度。
在一些实施例中，基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，包括：
当所述含水物质为含水混合气体时，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米；
当所述含水物质为水溶液时，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米和1.94微米，其中
Figure 197401DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米，
Figure 704606DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米。
在一些实施例中，当所述含水物质为水溶液时，所述水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
。
在一些实施例中，所述控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光，包括：
第一半导体激光器射出的792nm泵浦光经过第一准直聚焦透镜组和第一二色片从Tm:YLF晶体的一端射入；
第二半导体激光器射出的792nm泵浦光经过第二准直聚焦透镜组和第二二色片从Tm:YLF晶体的另一端射入；
振荡激光在谐振腔内振荡后通过输出镜输出，其中，谐振腔包括第一二色片、第二二色片、全反镜及输出镜；
其中，所述谐振腔内插入声光晶体，通过改变加载在所述声光晶体上的射频信号，利用声光效应来调整所述谐振腔的损耗，使其在低损耗时输出1.94微米激光，高损耗时输出1.91微米激光。
在一些实施例中， 所述声光晶体包括：二氧化碲、结晶石英或熔融石英。
在一些实施例中，所述声光晶体的调制频率为大于100MHz。
本发明的有益效果：本发明通过一个可调谐激光器，输出与水分子吸收峰匹配的1.91微米和1.94微米激光，来对含水溶液和含水混合气体进行检测，通过测量含水溶液和含水混合气体中的水的浓度，使水溶液的浓度控制在合理配比状态，同时使混合气体中水蒸气的浓度在安全状态之间，避免危险事故的发生，提高了检测的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的水蒸气浓度或水溶液浓度测量系统的结构示意图。
图2为本发明实施例所述的水蒸气浓度或水溶液浓度测量方法的流程图。
图3为本发明实施例所述的吸收光谱示意图。
图4为本发明实施例所述的水蒸气浓度或水溶液浓度测量系统中激光器的结构示意图。
附图标记：1-第一半导体激光器；2-第一透镜；3-第二透镜；4-第一二色片；5-全反镜；6-Tm:YLF晶体；7-第二二色片；8-声光晶体；9-输出镜片；10-第三透镜；11-第四透镜；12-第二半导体激光器；100-调节控制单元；200-激光器；300-珐珀；400-双折射滤光片；500-第一聚焦镜；600-样品池；610-含水混合气体位置；620-水溶液位置；700-第二聚焦镜；800-光电探测器；900-数据处理单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
对于特殊环境下，需要准确的检测混合气体中水蒸气浓度以及混合溶液的浓度，以便于对混合溶液的浓度进行实时监控，同时确保由于混合溶液的挥发，而导致存储环境中水蒸气浓度的提高而提高易燃易爆的风险。作为一种应用环境的举例，例如，对于酒窖中存酒的浓度进行实时监控，以保证酒的浓度一直维持在良好的配比状态，同时，要监控由于酒精和水的蒸发，而导致存储环境中水蒸气和酒精蒸气的比例维持在安全指标以下，避免存储环境中水蒸气和酒精蒸气的比例超出安全隐患而发生爆炸。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
本发明涉及的水蒸气浓度和水溶液浓度测量系统结构如图1所示，包括：通过调节控制单元100调控声光Q开关的损耗数，使激光器200输出1.91微米或1.94微米激光，激光器200为Tm:YLF激光器，激光器200输出的激光经过珐珀300和双折射滤光片400控制输出波长的谱线宽度达到水分子的最强吸收峰后再经第一聚焦镜500聚焦后进入样品池600中，从样品池600透射的激光经第二聚焦镜700进入光电探测器800，光电探测器800把光电信号传递给数据处理单元900，数据处理单元900经过计算给出测试水溶液的浓度或水蒸气的浓度。
其中，样品池600具有确定的容积，当待测样品为水溶液时，水溶液可以包括有机物水溶液，例如酒精，也可以包括无机物水溶液，例如盐溶液。水溶液可以占据整个样品池600的一部分，以确保样品池600中有水溶液和位于水溶液上方的水蒸气混合气体。对于水蒸汽混合气体，例如可以为水蒸气和一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、酒精等至少一种气体的混合气体。
为了举例说明本检测方法，样品池600设置为密封的酒精样品池，其中一部分为酒精溶液，另一部分为酒精与水蒸气的混合气体。
具体的，如图2所示，本发明提供的水蒸气浓度或水溶液浓度的测量方法，包括如下步骤：
步骤S101：控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光；
当测量的含水物质为含水混合气体时，调整光路或者样品池600的位置，使检测激光通过含水混合气体位置610，如图2所示，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米，采用波长为1.91微米的激光对含水混合气体浓度进行检测，因为水蒸气对于1.91微米的窄线宽激光具有较强的吸收系数。
当测量的含水物质为水溶液时，调整光路或者样品池600的位置，使检测激光通过水溶液位置620，如图2所示，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米和1.94微米，采用波长为1.91微米和1.94微米的激光同时对水溶液浓度进行检测，因为水溶液中的水分子对于1.94微米的窄线宽激光具有较强的吸收系数，而波长为1.91微米作为参考检测波长进行检测。
步骤S103：所述检测激光经珐珀元件和双折射滤光片使所述检测激光的谱线宽度与水分子的吸收峰匹配；谱线宽度例如小于2nm，使其与水分子的吸收峰匹配而形成吸收光谱。
步骤S105：基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，使所述检测激光经第一聚焦镜射入样品池对所述含水物质进行检测；
步骤S107：从所述样品池出射的所述检测激光经第二聚焦镜射入光电探测器，所述光电探测器把光信号转换为电信号后传递到数据处理单元后确定出含水物质的浓度。
其中，当所述含水物质为含水混合气体时，含水混合气体中水蒸气的浓度满足如下关系：
Figure 573205DEST_PATH_IMAGE001
M 1 为水蒸气的浓度，h为普朗克常量，
Figure 419938DEST_PATH_IMAGE002
为气体的吸收峰波长，B为含水物质吸收跃迁常数，L为样品池的长度，S为气体吸收峰所围的面积，
Figure 20684DEST_PATH_IMAGE003
为对应波长
Figure 749605DEST_PATH_IMAGE002
从样品池出射光强度，
Figure 156316DEST_PATH_IMAGE004
为对应波长
Figure 919873DEST_PATH_IMAGE002
入射至样品池检测激光的强度。
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为对应波长
Figure DEST_PATH_IMAGE022
从样品池出射光强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为对应波长
Figure 753837DEST_PATH_IMAGE022
入射至样品池检测激光的强度。光电探测器在对激光能量进行测量时，会形成吸收光谱，吸收光谱具有较窄的谱线宽度，如图3所示，上述S为由吸收光谱在波长
Figure DEST_PATH_IMAGE024
到波长
Figure DEST_PATH_IMAGE025
之间围成的面积，其中，波长
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为吸收峰值波长。
在一些实施例中，当所述含水物质为水溶液时，采用
Figure 512931DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米和
Figure 661016DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米两种检测激光进行检测，其中1.91微米为参考检测波长，用于消除由于光源的不稳定性导致的测量误差，从而提高测量的抗干扰性。
当
Figure 216762DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米和
Figure 424890DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米的激光穿过样品池中的水溶液时，分别满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
通过上述两个式子运算，得到水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure 190720DEST_PATH_IMAGE005
其中，M 2 为水溶液中水的浓度，
Figure 876917DEST_PATH_IMAGE006
为对应波长
Figure 552749DEST_PATH_IMAGE002
的吸收系数，
Figure 931777DEST_PATH_IMAGE007
为对应波长
Figure 184904DEST_PATH_IMAGE008
的吸收系数，
Figure 409212DEST_PATH_IMAGE009
为相对灵敏度，
Figure 736288DEST_PATH_IMAGE010
为对应波长
Figure 223901DEST_PATH_IMAGE008
的比例系数，
Figure 902007DEST_PATH_IMAGE011
为对应波长
Figure 257902DEST_PATH_IMAGE002
的比例系数，
Figure 705064DEST_PATH_IMAGE012
为对应波长
Figure 894737DEST_PATH_IMAGE008
的瑞利散射系数，
Figure 997822DEST_PATH_IMAGE013
为对应波长
Figure 829512DEST_PATH_IMAGE002
的瑞利散射系数，
Figure 459077DEST_PATH_IMAGE014
为对应波长
Figure 85230DEST_PATH_IMAGE008
的米氏散射系数，
Figure 675611DEST_PATH_IMAGE015
为对应波长
Figure 45413DEST_PATH_IMAGE002
的米氏散射系数，
Figure 201588DEST_PATH_IMAGE016
为对应波长
Figure 326538DEST_PATH_IMAGE008
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure 404216DEST_PATH_IMAGE017
为对应波长
Figure 843287DEST_PATH_IMAGE002
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure 181865DEST_PATH_IMAGE018
为对应波长
Figure 415400DEST_PATH_IMAGE008
从样品池出射光强度，
Figure 714794DEST_PATH_IMAGE019
为对应波长
Figure 426399DEST_PATH_IMAGE008
入射至样品池检测激光的强度，其中
Figure 557166DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米，
Figure 23919DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米，对于确定物质的水溶液，例如酒精与水的混合溶液，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为确定值。
由于
Figure 341768DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米，
Figure 919380DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米，二者相差很小，则上述
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，则水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
调节可调谐窄线宽脉冲激光器的输出功率，使得
Figure DEST_PATH_IMAGE032
，则水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
将
Figure 966970DEST_PATH_IMAGE034
展开，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，得到当所述含水物质为水溶液时，所述水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure 745570DEST_PATH_IMAGE020
。
如图4所示，本发明是基于声光效应的双波长切换的激光器，利用第一半导体激光器1和第二半导体激光器12输出792nm泵浦激光，分别经由第一透镜2和第二透镜3构成的第一准直聚焦透镜组、由第三透镜10和第四透镜11构成的第二准直聚焦透镜组，以及第一二色片4、第二二色片7聚焦到Tm:YLF晶体6上，为晶体提供粒子数反转能力，在第一二色片4、第二二色片7、全反镜5及输出镜9组成的激光器谐振腔内，1.91微米或1.94微米激光在谐振腔内形成振荡，并通过输出镜9输出。谐振腔内插入声光晶体8，通过改变加载在声光晶体8上的射频信号，利用声光效应来调整谐振腔的损耗，低损耗时输出1.94微米激光，高损耗时输出1.91微米激光，实现固体激光双波长切换。
本发明基于声光晶体的声光效应实现双波长切换的激光器。本发明激光器结构简单、切换速度快且可靠性高，为满足水蒸气浓度或水溶液浓度检测提供了峰值匹配的光源。
在一些实施例中， 所述声光晶体包括：二氧化碲、结晶石英或熔融石英。在一些实施例中，所述声光晶体的调制频率为大于100MHz。利用声光效应来调整谐振腔的损耗，低损耗时输出1.94微米激光，高损耗时输出1.91微米激光，实现固体激光双波长切换。
在一些实施例中，所述谐振腔内包括棱镜对，用于压缩检测激光的线宽，实现满足气体监测的窄线宽激光，例如线宽小于2nm。
在一些实施例中，所述棱镜对为三棱镜对，每一个三棱镜的顶角为45度-60度，从而保证三棱镜具有较大的入射面和较小的入射角，入射光线与所述三棱镜的入射面法线夹角为5度-10度。振荡光束以预设角入射第一三棱镜对振荡光束的线宽进行压缩，然后经第二三棱进一步对线宽进行压缩，并将出射光恢复至与原光路平行振荡的方向，通过三棱镜对能够有效的压缩输出激光的线宽，使其大致位于2nm范围内。
在一些实施例中，所述棱镜对设置于旋转步进电机上，通过电控的方式对步进电机进行调控，从而对所述棱镜对连续旋转调节，以调整入射至所述棱镜面的入射光线的角度，最终实现对所述基频光线宽的连续调节，棱镜对相对的出光面和入射面始终保持平行，以使得最终被压缩的激光的传播方向平行。
本发明通过一个可调谐激光器，插入声光调Q介质，利用声光效应来调整谐振腔的损耗，低损耗时输出1.94微米激光，高损耗时输出1.91微米激光，实现固体激光双波长切换，使得完全满足对特殊环境下含水溶液和含水混合气体的检测。本发明的激光器输出与水分子吸收峰匹配的1.91微米和1.94微米激光，来对含水溶液和含水混合气体进行检测，当对水溶液进行检测时，通过切换将双波长检测激光输入水溶液，使水分子吸收峰能够完全与1.94微米激光匹配，结合参考波长1.91微米激光，能够便捷的测量出水溶液（例如酒精）中的水的浓度，进而推算出水溶液的浓度，使水溶液的浓度控制在合理配比状态，例如特定的高端酒需要长时间的维持在精准的酒精浓度下不变以保证酒的品质。同时，由于长期的存储，难免会有水蒸气和酒精的蒸发，本发明切换到1.91微米波长的检测激光，即可获得与水蒸气吸收峰完全匹配的检测波长，能够对混合气体中的水蒸气进行测量，从而使混合气体中水蒸气的浓度维持在安全状态之间，避免危险事故的发生。
最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种含水物质浓度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光；
所述检测激光经珐珀元件和双折射滤光片使所述检测激光的谱线宽度与水分子的吸收峰匹配；
基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，使所述检测激光经第一聚焦镜射入样品池对所述含水物质进行检测；
从所述样品池出射的所述检测激光经第二聚焦镜射入光电探测器，所述光电探测器把光信号转换为电信号后传递到数据处理单元后确定出含水物质的浓度；
其中，当所述含水物质为含水混合气体时，含水混合气体中水蒸气的浓度满足如下关系：
Figure 278790DEST_PATH_IMAGE001
M 1 为水蒸气的浓度，h为普朗克常量，
Figure 461509DEST_PATH_IMAGE002
为气体的吸收峰波长，B为含水物质吸收跃迁常数，L为样品池的长度，S为气体吸收峰所围的面积，
Figure 772405DEST_PATH_IMAGE003
为
Figure 557827DEST_PATH_IMAGE002
对应波长从样品池出射光强度，
Figure 903358DEST_PATH_IMAGE004
为对应波长
Figure 991400DEST_PATH_IMAGE002
入射至样品池检测激光的强度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述含水物质为水溶液时，所述水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure 664958DEST_PATH_IMAGE005
其中，M 2 为水溶液中水的浓度，
Figure 129437DEST_PATH_IMAGE006
为对应波长
Figure 952643DEST_PATH_IMAGE002
的吸收系数，
Figure 477165DEST_PATH_IMAGE007
为对应波长
Figure 497074DEST_PATH_IMAGE008
的吸收系数，
Figure 375031DEST_PATH_IMAGE009
为相对灵敏度，
Figure 570520DEST_PATH_IMAGE010
为对应波长
Figure 709288DEST_PATH_IMAGE008
的比例系数，
Figure 623017DEST_PATH_IMAGE011
为对应波长
Figure 553933DEST_PATH_IMAGE002
的比例系数，
Figure 728563DEST_PATH_IMAGE012
为对应波长
Figure 470254DEST_PATH_IMAGE008
的瑞利散射系数，
Figure 730334DEST_PATH_IMAGE013
为对应波长
Figure 74727DEST_PATH_IMAGE002
的瑞利散射系数，
Figure 729962DEST_PATH_IMAGE014
为对应波长
Figure 767188DEST_PATH_IMAGE008
的米氏散射系数，
Figure 124351DEST_PATH_IMAGE015
为对应波长
Figure 538015DEST_PATH_IMAGE002
的米氏散射系数，
Figure 156078DEST_PATH_IMAGE016
为对应波长
Figure 488839DEST_PATH_IMAGE008
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure 457932DEST_PATH_IMAGE017
为对应波长
Figure 144129DEST_PATH_IMAGE002
的浓度波动造成的吸收系数，
Figure 23223DEST_PATH_IMAGE018
为对应波长
Figure 667831DEST_PATH_IMAGE008
从样品池出射光强度，
Figure 747389DEST_PATH_IMAGE019
为对应波长
Figure 237276DEST_PATH_IMAGE008
入射至样品池检测激光的强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于样品池中含水物质的类别，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长，包括：
当所述含水物质为含水混合气体时，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米；
当所述含水物质为水溶液时，控制可调谐窄线宽脉冲激光器输出的波长为1.91微米和1.94微米，其中
Figure 705298DEST_PATH_IMAGE002
=1.91微米，
Figure 255228DEST_PATH_IMAGE008
=1.94微米。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述含水物质为水溶液时，所述水溶液中水的浓度满足如下关系：
Figure 198913DEST_PATH_IMAGE020
。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制可调谐窄线宽脉冲激光器，可切换地输出波长为1.91微米或1.94微米检测激光，包括：
第一半导体激光器射出的792nm泵浦光经过第一准直聚焦透镜组和第一二色片从Tm:YLF晶体的一端射入；
第二半导体激光器射出的792nm泵浦光经过第二准直聚焦透镜组和第二二色片从Tm:YLF晶体的另一端射入；
振荡激光在谐振腔内振荡后通过输出镜输出，其中，谐振腔包括第一二色片、第二二色片、全反镜及输出镜；
其中，所述谐振腔内插入声光晶体，通过改变加载在所述声光晶体上的射频信号，利用声光效应来调整所述谐振腔的损耗，使其在低损耗时输出1.94微米激光，高损耗时输出1.91微米激光。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述声光晶体包括：二氧化碲、结晶石英或熔融石英。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述声光晶体的调制频率为大于100MHz。
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