[发明专利]用于验证TDLAS系统操作的方法和设备

权利要求书

1.一种感测设备，包括：

至少一个二极管激光器，所述至少一个二极管激光器产生第一选定激射频率的输出光束，所述至少一个二极管激光器光学耦合到光纤的输入；

投射侧光束控制器，所述投射侧光束控制器包括分束器或光开关中的至少一者，所述投射侧光束控制器具有光学耦合到所述光纤的输出的至少一个输入以及至少两个输出；

所述至少两个输出中的至少一者光学耦合到投射光学件，所述投射光学件与处理室操作地相关联并且被取向成将所述至少一个二极管激光器的所述输出光束投射穿过所述处理室；

捕集光学件，所述捕集光学件与所述处理室操作地相关联并与所述投射光学件进行光学通信以接收投射穿过所述处理室的所述至少一个二极管激光器的所述输出光束；

捕集侧光纤，所述捕集侧光纤具有输入侧和输出侧，所述输入侧光学耦合到所述捕集光学件；

捕集侧光束控制器，所述捕集侧光束控制器包括光开关，所述捕集侧光束控制器具有至少两个输入和一个输出，所述捕集侧光纤的输出侧光学耦合到所述捕集侧光束控制器的至少两个输入之一；

检测器，所述检测器光学耦合到所述捕集侧光束控制器输出，所述检测器对所述选定激射频率敏感；

FBG光纤，所述FBG光纤具有输入和输出，所述FBG光纤包括形成于所述FBG光纤的纤芯中的至少一个光纤布拉格光栅，所述至少一个光纤布拉格光栅被构造为部分地反射所述第一选定激射频率的激光束，同时透过所述激光束的至少一部分到所述FBG光纤输出，所述FBG光纤输入光学耦合到所述投射侧光束控制器的所述至少两个输出中的另一者，并且所述FBG光纤输出光学耦合到所述捕集侧光束控制器的输入。

2.根据权利要求1所述的感测设备，还包括：

温度控制单元，所述温度控制单元与所述FBG光纤的每个光纤布拉格光栅操作地相关联以将每个光纤布拉格光栅保持在选定温度范围，所述选定温度范围防止每个光纤布拉格光栅的光学特性的实质变化。

3.根据权利要求2所述的感测设备，其中所述选定温度范围为加或减0.5华氏度。

4.根据权利要求1所述的感测设备，还包括：

多个二极管激光器，每个二极管激光器产生独特选定激射频率的输出光束，所述多个二极管激光器各自耦合到独特光纤的输入；

复用器，所述复用器光学耦合到每个独特光纤输出并且被构造为将所述多个二极管激光器每一者的所述输出光束组合为复用光束；

解复用器，所述解复用器光学耦合到所述捕集侧光束控制器的所述输出并且被构造为按其独特激射频率分开每个输出光束；和

多个检测器，所述多个检测器与所述多个二极管激光器相对应，每个检测器对对应二极管激光器的所述选定激射频率敏感。

5.根据权利要求1所述的感测设备，包括多个投射光学件和对应的多个捕集光学件，每个投射光学件与所述投射侧光束控制器的独特输出操作地相关联，并且每个捕集光学件光学耦合到所述捕集侧光束控制器的独特输入。

6.根据权利要求4所述的感测设备，其中所述FBG光纤包括串联的多个光纤布拉格光栅，每个光纤布拉格光栅被构造为部分地反射独特选定激射频率的激光束的一部分，同时透过所述激光束的至少一部分到所述FBG光纤输出。

7.一种感测处理室内的气体种类特征的方法，所述方法包括：

提供处理室；

将第一选定激射频率的光束选择性地投射穿过所述处理室；

将投射穿过所述处理室的所述光束光学耦合到对所述选定激射频率敏感的检测器以检测关注的气体种类特征所引起的所述选定激射频率下或附近的吸收凹陷；

将所述第一选定激射频率的所述光束选择性地投射穿过形成于光纤的纤芯中的光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅被构造为部分地反射所述第一选定激射频率的光束，同时透过所述光束的其余部分，所述光束的所述其余部分模拟关注的气体种类特征所引起的所述选定激射频率下的所述吸收凹陷；

将所述光束的至少一部分光学耦合到所述检测器；以及

监测所述检测器的输出以将所述光纤布拉格光栅吸收凹陷的透射图案与在所述处理室中产生的透射图案进行比较。