[发明专利]一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置及方法

说明书

本发明提供一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置及方法，所述装置包括激光器阵列，所述激光器阵列由多个激光器阵元构成，每个激光器阵元发出的激光均具备相同波长和相同传播方向；阵列光束探测器，用于接收所述激光器阵列发出的阵列光束，并将接收到的光信号幅值传输至总控制器；总控制器，所述总控制器用于获取所述接收到的光信号幅值与光信号幅值标准值的差值，并根据所述差值控制所述激光器阵列中各个激光器阵元的开闭。本发明相较于需要依赖机械运动部件的现有技术具有响应快、寿命长的优势，并且在接收光强自稳定过程中，不会改变光学接收系统的性能，也不会增加外界杂散光。

技术领域

本发明涉及激光遥测技术领域，尤其涉及一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置及方法。

背景技术

TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的简称，该技术主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量。在TDLAS的实际应用过程中，由于探测器接收到的激光光强受到反射面的反射率、激光传播距离、激光和反射面的夹角等众多因素影响，会导致探测器所接收到的激光光强变化非常大。现有技术中，主要采用两种技术方案来解决探测器接收到的激光光强不稳定的技术问题：

(1)使用光阑来调节探测器光学接收器的孔径，从而避免激光光强过高导致的信号失真。但是当孔径变大时，也会提高外界杂散光的光强，影响探测器性能。并且由于光阑是通过电机驱动来调节其通光孔径的，无法实现快速调节并且机械磨损导致光阑的寿命较短。

(2)调节探测器的曝光时间，从而避免探测器接收到的光强过小导致的信号的信噪比较低。但是调节探测器的曝光时间将会影响到测量设备的响应速度，如延长曝光时间会导致响应速度变慢。并且若由于接收到的激光光强过大产生探测器饱和失真，即使调节探测器的曝光时间也不能解决信号失真的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置及方法。

本发明是以如下技术方案实现的：

第一方面，一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置，包括：

激光器阵列，所述激光器阵列由多个激光器阵元构成，每个激光器阵元发出的激光均具备相同波长和相同传播方向；

阵列光束探测器，所述阵列光束探测器用于接收所述激光器阵列发出的阵列光束，并将接收到的光信号幅值传输至总控制器；

总控制器，所述总控制器用于获取所述接收到的光信号幅值与光信号幅值标准值的差值，并根据所述差值控制所述激光器阵列中各个激光器阵元的开闭。

第二方面，一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的方法，所述方法由上述的一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置实施，包括：

总控制器控制激光器阵列发出阵列光束，所述阵列光束由相同波长并且传播方向一致的激光光束构成；

阵列光束探测器接收所述激光器阵列发出的阵列光束，并将接收到的光信号幅值传输至总控制器；

所述总控制器获取所述接收到的光信号幅值与光信号幅值标准值的差值，并根据所述差值控制所述激光器阵列中各个激光器阵元的开闭。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种基于激光器阵列实现接收光强自稳定的装置及方法，其具有如下有益效果：