[发明专利]基于锁模飞秒激光的人体健康监测方法与装置

权利要求书

1.一种基于锁模飞秒激光的人体健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）将采集到的由人体呼出的待测气体输入至蒸气室（18）中，同时向蒸气室（18）中输入作为参考气体的氮气，同时使蒸气室（18）内的气压保持为恒定值；所述蒸气室（18）的入射、出射窗口为布儒斯特角窗口且其上镀高透膜；（b）引入一束宽带飞秒激光入射并穿过蒸汽气室（18），将从蒸气室（18）透射出的携带有待测气体成分信息的宽带飞秒激光经过虚拟空间相位调制器（25）和光栅（26），使不同频率的组分分开得到吸收谱线；（c）采集吸收谱线并将其转换成相应的电信号后输入至电脑（30），电脑（30）将该吸收谱线与HITRAN分子光谱数据库相对比，从中获得各种分子的吸收线，并获得分子的成份；同时根据采用定标方法得到的多种待测气体浓度与吸收谱线强度的对应关系，结合采集到的待测气体的吸收谱线，就可获得各待测气体的浓度值。

2.一种基于锁模飞秒激光的人体健康监测装置，用于实现如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括第一导气管（2），第一导气管（2）上沿进气方向顺次设有第一阀门（3）、第一气压计（8）和第四阀门（9）；第一导气管（2）上位于第一阀门（3）和第一气压计（8）之间的部分通过分支管道分别连接有储气瓶(5)和校准气体瓶（7）；连接储气瓶(5)和校准气体瓶（7）的分支管道上分别设有第二阀门（4）和第三阀门（6）；第一导气管（2）的末端连接有一个其上设有入射、出射窗口的蒸气室（18），蒸气室（18）的入射、出射窗口为布儒斯特角窗口且其上镀高透膜；蒸气室（18）的另一个进气端通过第二导气管（13）连接有氮气瓶（12），蒸气室（18）的出气端通过第三导气管（19）连接有抽气泵（22）；第二导气管（13）上沿氮气流动方向设有第二气压计（11）和第五阀门（10）；第三导气管（19）上沿气流方向设有第三气压计（20）和第六阀门（21）；还包括一个飞秒振荡器和放大器（15）、顺次连接在飞秒振荡器和放大器（15）出射端的周期性极化铌酸锂PPLN倍频晶体（16）和光子晶体光纤（17）；所述蒸气室（18）位于光子晶体光纤（17）的出射光路上；蒸气室（18）出射光路上顺次设有第一凸透镜（24）、虚拟空间相位调制器（25）以及光栅(26)；光栅(26)的反射光路上顺次设有第二凸透镜(27)以及摄像机(28) ；摄像机（28）的信号输出端连接有电脑（30）。

3.如权利要求2所述的基于锁模飞秒激光的人体健康监测装置，其特征在于，所述蒸气室（18）的出射光路上设有第一准直反射镜（14），第一准直反射镜（14）的反射光路上设有第二准直反射镜（23）；所述第一凸透镜（24）、虚拟空间相位调制器（25）和光栅(26)顺次位于第二反射镜（23）的反射光路上。

4.如权利要求3所述的基于锁模飞秒激光的人体健康监测装置，其特征在于，还包括一个腔体（1）；所述腔体（1）上开有入射小孔和出射小孔；第一导气管（2）、第一阀门（3）、第二阀门（4）、第三阀门（6）、第四阀门（9）、第五阀门（10）、第六阀门（21）、第一气压计（8）、第二气压计（11）、第三气压计（20）、储气瓶（5）、校准气体瓶（7）、氮气瓶（12）、第一准直反射镜（14）、蒸汽室（18）、第二准直反射镜（23）、抽气泵（22）、第一凸透镜（24）、第二凸透镜（27）、虚拟空间相位调制器（25）、光栅（26）、摄像机（28）、飞秒振荡器和放大器（15）、周期性极化铌酸锂PPLN倍频晶体（16）和光子晶体光纤（17）均设于腔体(1)内；第一导气管（2）的进气端口穿过入射小孔伸出腔体（1）；所述摄像机（28）通过数据线（29）经出射小孔穿出腔体（1）与电脑（30）相连接。