[发明专利]具有可见光辅助光路的激光发射系统及其光源调整方法

说明书

具有可见光辅助光路的激光发射系统及其光源调整方法，包括底板，底板上自左到右依次固定设置有左固定架、底座和右固定架，左固定架上设置有中红外激光光源，底座上设置有三棱镜，右固定架上设置有可见光光源，中红外激光光源和可见光光源通过二维或三维的光学调整架的调整后分别固定在左固定架和右固定架上。本发明采用可见光与不可见中红外激光的出射光束合成一束且呈平行关系的调整方法。该系统在开放的空间中检测时，利用可见光的可视化，可对不可见的中红外激光的光径进行调整，使现场不可见的中红外激光光束的调整变得简单容易，节省调整时间，提高工人工作效率。

技术领域

本发明是一种基于量子级联激光器（QCL）的可调谐半导体激光光谱技术(TDLAS)的光学现场光路调整，主要用于不可见激光的现场光路调整，如SF₆高压电气设备现场检漏分析、化工行业气体多组分分析等领域，具体涉及一种用于现场气体检测的中红外激光器光路调整方法。

背景技术

可调谐半导体激光光谱吸收技术逐渐成熟，替代传统红外光谱检测技术成为气体浓度探测的主流技术。大部分气体在红外区域存在吸收峰，一般的，近红外区域吸收峰强度较弱，中红外区域强度较强。在中红外区域进行TDLAS光谱分析，需要使用QCL激光器。QCL激光器发出光属于中红外波段，肉眼并不可见，这使得基于中红外光源的光谱分析技术现场调整光路较难实现。使用QCL激光器探测开放空间中气体含量，一般光源至中红外探测器之间距离较远，调整过程中激光发射端发出光线俯仰角度稍有偏差，最终到达探测器位置偏差即非常大。调整过程中，需要使用探测器实时检测光源位置，细微调整发射角使得发射激光最终到达中红外探测器。一旦光路结构需要使用镜片对光路进行反射改变光路，调整整个光路将变得尤为困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种便于调整、偏差很小的具有可见光辅助光路的激光发射系统及其光源调整方法，使可见光与不可见激光光源的出射光线近乎平行。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：具有可见光辅助光路的激光发射系统，包括底板，底板上自左到右依次固定设置有左固定架、底座和右固定架，左固定架上设置有中红外激光光源，底座上设置有三棱镜，右固定架上设置有可见光光源，中红外激光光源和可见光光源通过二维或三维的光学调整架的调整后分别固定在左固定架和右固定架上。

三棱镜的横截面为直角三角形，直角三角形的一个直角边水平设置在底座上并通过底座固定在底板上，直角三角形的另一个直角边邻近中红外激光光源，直角三角形的斜边邻近可见光光源。

左固定架和右固定架上分别设有光源固定孔来固定中红外激光光源和可见光光源。

具有可见光辅助光路的激光发射系统的光源调整方法，包括以下步骤，

（1）三棱镜设置在底座上；

（2）将右固定架设在三棱镜右侧的底板上，将左固定架设置在三棱镜左侧的底板上；

（3）将可见光光源固定在光学调整架的固定孔内，同时将可见光光源的头部探入右固定架上的光源固定孔内；

（4）调整光学调整架，使可见光光源的出射光束射向三棱镜的右侧面，并从右侧的入射面出射，出射光线呈水平方向或与水平方向呈≤5°的夹角；

（5）保持可见光光源的状态不变，将可见光光源固定在右固定架上的光源固定孔内，然后撤走光学调整架；

（6）在可见光光源的出射方向一定光程内设置一个中红外探测器，并使可见光光源的出射光线投射到中红外探测器的中心，固定中红外探测器的位置；

（7）同步骤（3）的操作方式一样，将中红外激光光源固定在光学调整架的固定孔内，同时将中红外激光光源的头部探入左固定架上的固定孔内；