[实用新型]基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置

权利要求书

1.一种基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置，其特征在于，该检测装置包括量子级联激光器(1)、激光器驱动模块(2)、锁相放大模块(3)、麦克风(4)、数据采集处理模块(5)和光声池(6)，其中，

光声池(6)侧壁上有一进气管和一出气管，在进气管中通入¹²CO₂和¹³CO₂的混合气体，该混合气体经过光声池(6)在另一侧的出气管处排出；

激光器驱动模块(2)连接于量子级联激光器(1)，用于为量子级联激光器(1)施加正弦波调制的锯齿波驱动电压，使量子级联激光器(1)激射波长扫过光声池(6)中¹²CO₂和¹³CO₂的吸收峰；

量子级联激光器(1)位于光声池(6)的长轴线上，沿长轴方向发出激光进入光声池(6)；

光声池(6)中的¹²CO₂和¹³CO₂气体吸收量子级联激光器(1)发出的激光后产生声压信号；

麦克风(4)安装在光声池(6)的侧壁上并连接于锁相放大模块(3)，用于检测光声池(6)中的声压信号，并将该声压信号转化为电压信号输出至锁相放大模块(3)；

锁相放大模块(3)还连接于激光器驱动模块(2)和数据采集处理模块(5)，以与激光器驱动模块(2)调制量子级联激光器(1)的锯齿波驱动电压同频的正弦信号为参考信号，从麦克风(4)传输过来的电压信号中获取¹²CO₂和¹³CO₂吸收的二次谐波信号，并将该¹²CO₂和¹³CO₂吸收的二次谐波信号输出至数据采集处理模块(5)；

数据采集处理模块(5)基于该¹²CO₂和¹³CO₂吸收的二次谐波信号计算出¹²CO₂、¹³CO₂浓度和浓度比。

2.根据权利要求1所述的基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置，其特征在于，所述¹²CO₂波数为2299.64cm^-1，所述¹³CO₂波数为2299.79cm^-1。

3.根据权利要求1所述的基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置，其特征在于，所述量子级联激光器(1)作为该检测装置的光源，其激射波长在2300cm^-1附近。

4.根据权利要求1所述的基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置，其特征在于，所述光声池(6)中的¹²CO₂和¹³CO₂气体吸收量子级联激光器(1)发出的激光后产生的声压信号，其强度与气体分子数成正比。

5.根据权利要求1所述的基于量子级联激光器的二氧化碳同位素光声光谱检测装置，其特征在于，所述¹²CO₂和¹³CO₂吸收的二次谐波信号，其强度与气体的浓度成线性关系。