[实用新型]一种光纤光程池

说明书

本申请公开了一种光纤光程池，解决了现有技术中收光位置采用与发射光纤准直器相同特性的光纤准直器收光，不能达到最好的收光效果，插入损耗大的问题，本申请光纤光程池，包括两个凹面反射镜：第一凹面反射镜和第二凹面反射镜和两个光纤准直器：第一光纤准直器和第二光纤准直器，所述两个凹面反射镜组成光程池反射腔，所述两个光纤准直器分别固定在不同的反射镜上或者固定在同一个反射镜上，激光束从一个准直器射入，在光程池反射腔内经多次反射的光束最后从另一个准直器收光，所述两个光纤准直器为高斯光学特征不同的光纤准直器，形成非对称光路。本申请光纤光程池，可在3米光程的Herriott池上实现耦合损耗小于1dB。

技术领域

本申请涉及一种光纤光程池，具体涉及一种可以应用于微量气体分析、检测的光纤光程池。

背景技术

根据Lambert-Beer定律，增加光和样品的作用距离，能增大吸收信号的幅度，从而能有效提高光谱探测灵敏度，多次反射是实现长光程的有效途径。在科研、环保、煤矿瓦斯监控等领域，用光谱吸收法分析、检测微量气体，如甲烷、一氧化碳、氧气等，需要长光程池，光程越长，可探测浓度下限越低。

常用的光程池有White型、矩阵型和Herriott型几种。White型和矩阵型长程池的特点是孔径角较大，可实现较多的反射次数，但使用的反射镜也较多。Herriott型光程池特点是结构简单，光路调解相对容易，反射次数较多，但孔径角较小，适用于激光光源。Herriott长程池要求两个等焦距凹面镜平行且同轴。现有的光程池一般是采用有源激光准直发射系统对光源进行发射，采用光电探测器系统进行数据的收集和分析处理。然而在实际应用中两个凹面镜安装在仪器上，没有光学平台和可调节光具座，不易使凹面镜的主光轴重合，难以使反射光斑的分布对称于镜中心以充分利用镜子的尺寸得到最多的光反射次数。

本申请人于2013年申请了一份专利“一种光纤光程池”，公开号为CN203811523U，公开了前反射镜(2)上可以设两个缺口，分别固定两个光纤准直器(1)，一个发射光信号一个接收光信号。也可以在前反射镜(2)上设一个缺口，固定一个光纤准直器(1)发射光，后反射镜(3)上设一个缺口，固定一个光纤准直器 (1)接收光，可以调节出更多次反射获得更长光路。

发明人通过进一步研究发现，由于光程池中的两个凹面反射镜不断地改变激光光束的发散角，在两个反射镜面上的激光光斑大小是不断改变的，如图1所示，例如相距90mm的凹面反射镜上，两面各有17个光斑，发射光纤准直器从位置1射入光束，接受光纤准直器从位置34收光，在34位置，如使用与1位置发射光纤准直器相同特性的光纤准直器收光，不能达到最好的收光效果，一对准直器的插入损耗可能达10dB或以上。

发明内容

针对现存在的技术问题，本申请的目的在于提供一种光纤光程池。

为实现以上目的，本发明提供的一种光纤光程池，采用如下技术方案：

一种光纤光程池，包括两个凹面反射镜：第一凹面反射镜和第二凹面反射镜和两个光纤准直器：第一光纤准直器和第二光纤准直器，所述第一凹面反射镜、第二凹面反射镜组成光程池反射腔，所述第一光纤准直器、第二光纤准直器分别固定在不同的反射镜上或者固定在同一个反射镜上，激光束从一个准直器射入，在光程池反射腔内经多次反射的光束最后从另一个准直器收光，所述两个光纤准直器为高斯光学特征不同的光纤准直器，形成非对称光路。

进一步地，所述一个光纤准直器固定于光程池的射入光束位置作为发射准直器，另一个光纤准直器固定于光程池的收光位置作为接收准直器。

所述两个光纤准直器，其中一个光纤准直器工作距离等于两个凹面反射镜之间的腔长，也即WD=L；另一个光纤准直器工作距离不等于两个凹面反射镜之间的腔长，也即WD≠L。

本申请所述腔长L可以根据需要进行设定，优选L为90mm或120mm。