[发明专利]用于宽间隔波长的TDLAS架构

权利要求书

1.一种用于宽间隔波长可调谐二极管激光吸收光谱法的系统，包括：

至少第一可调谐二极管激光器和第二可调谐二极管激光器，所述第一可调谐二极管激光器生成第一波长的激光，所述第二可调谐二极管激光器生成第二波长的激光，其中，所述第一波长的激光和所述第二波长的激光不能在单模光纤上同时高效地以单横模共同传播；

具有近端和远端的第一光纤，所述第一光纤在所述近端处光耦接到所述第一可调谐二极管激光器，所述第一光纤是被配置成传送所述第一波长的光的单模光纤；

具有近端和远端的第二光纤，所述第二光纤在所述近端处光耦接到所述第二可调谐二极管激光器，所述第二光纤是被配置成传送所述第二波长的光的单模光纤；

包括至少所述第一光纤的远端和所述第二光纤的远端的光纤束，其中，所述第一光纤的远端和所述第二光纤的远端被剥离其相应的涂层，并且其中，所述第一光纤的第一光纤纤芯和所述第二光纤的第二光纤纤芯被布置成其彼此邻近的包层形成束结构；

包括传输镜片的一个或更多个投射头，所述传输镜片经由所述光纤束的所述第一光纤的远端和所述第二光纤的远端光耦接到所述第一可调谐二极管激光器和第二可调谐二极管激光器，所述投射头被配置成投射来自所述第一光纤纤芯和所述第二光纤纤芯的相应激光光束，其中，所述投射头的取向被设置成投射来自所述第一光纤纤芯和所述第二光纤纤芯中的每个光纤纤芯的相应光束穿过测量区；

一个或更多个传感器，每个传感器分别包括至少一个光检测器，所述至少一个光检测器中的每个被配置成检测所述第一波长和所述第二波长的光的光功率；以及

一个或更多个捕捉头，所述一个或更多个捕捉头位于所述测量区另一边并且与所述一个或更多个投射头相距选定距离，所述一个或更多个捕捉头中的每个捕捉头与所述一个或更多个投射头中的相应投射头光学连通以接收所述第一光纤纤芯和所述第二光纤纤芯的相应光束并且将所述相应光束引导到所述一个或更多个传感器中的至少一个上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或更多个捕捉头还分别包括：

接收镜片；以及

所述一个或更多个传感器中的至少一个；

其中，所述传输镜片或所述接收镜片中的至少一个被配置成将所述相应光束引导到所述一个或更多个传感器中的至少一个上。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

生成第三波长的激光的第三可调谐二极管激光器；

具有近端和远端的第三光纤，所述第三光纤在所述近端处光耦接到所述第三可调谐二极管激光器，所述第三光纤是被配置成传送所述第三波长的光的单模光纤；

其中，所述光纤束还包括所述第三光纤的远端，其中，所述第三光纤的远端被剥离其涂层，并且其中，所述第三光纤的第三光纤纤芯被布置成其与所述第一光纤纤芯或所述第二光纤纤芯中的至少一个邻近的包层形成所述束结构的一部分；并且

其中，所述至少一个光检测器中的每个被配置成检测所述第三波长的光的光功率。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述束结构是所述第一光纤纤芯、所述第二光纤纤芯和所述第三光纤纤芯的三角形结构。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一可调谐二极管激光器的输出和所述第二可调谐二极管激光器的输出根据时分复用方案进行切换，其中，在给定时间，所述第一波长或所述第二波长中的仅一种波长的激光被所述一个或更多个投射头中的相对应的投射头投射。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：耦接到所述第一光纤的远端的第一光开关，以及耦接到所述第二光纤的远端的第二光开关，其中，所述第一光开关和所述第二光开关被配置成在所述一个或更多个投射头中的每个投射头之间连续地切换所述第一光开关的输出和所述第二光开关的输出。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括：耦接到所述第一光纤和所述第二光纤的相应远端的多个光束分束器，其中，所述多个光束分束器被配置成提供平行于所述一个或更多个投射头中的每个投射头的光。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一波长是大约760纳米，并且所述第二波长是大约2330纳米。