[发明专利]一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法

权利要求书

1.一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：包括有驱动电路模块以及中央处理器CPU，所述驱动电路模块集温度控制模块、驱动电流源模块、阈值电路、DFB激光器以及PD信号控制电路，所述驱动电路模块驱动DFB激光器出射激光到光分束器，激光经过光分束器分为两个部分：一部分经过匹配透镜和光学隔离器进入衰荡腔中，其信号被光电探测器探测；另一部分经过波长校准模块后进入模数转换器中，其中，光电探测器的探测信号也分为两路：一路反馈给驱动电路模块中的阈值电路部分，驱动驱动电路模块中的驱动电流源模块，快速关闭DFB激光器的输入电流，代替声光调制器以达到斩断激光的效果，进而产生衰荡腔信号；另一路进入模数转换器中，与经过波长校准模块的信号一起送入计算机中，进行波长校准、衰荡信号的采集及数据处理，所述中央处理器CPU的信号分为三路，第一路输出扫描激光波长的三角波信号到驱动电路模块中的驱动电流源模块；第二路产生触发信号给模数转换器进行数据采集；第三路产生四阶梯波，控制高压放大器驱动衰荡腔的PZT周期性改变腔长。

2.根据权利要求1所述的一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：当驱动电路模块中阈值电路作用于驱动电流源模块再次开启时，触发光电探测器信号控制电路，在短时间内关断光电探测器的输出信号，以避免激光波长重复扫描在衰荡腔检测中带来的误差。

3.根据权利要求2所述的一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：所述驱动电路模块利用阈值电路通过光电探测器对衰荡腔内激光强度进行监测，当衰荡腔内的激光强度达到设定的阈值时，触发驱动电路模块中的驱动电流源模块对DFB激光器的电流进行迅速关断，使衰荡腔内的激光强度随时间自由衰减，当衰减完成时，阈值电路信号的上升沿控制驱动电流源模块开启DFB激光器，由于在DFB激光器再次开启时，驱动电流源模块电流的变化会使激光波长在短时间内达不到斩断前的稳定状态，出现激光波长过冲，产生波长重复扫描效应，进而出现干扰腔模，干扰腔模在这段激光非稳态的过程中也可能会触发阈值电路斩断激光，因此，可利用阈值电路的上升沿，在控制驱动电流源开启的同时产生触发信号，触发光电探测器信号控制电路短时间内关断光电探测器输出的信号，由于光电探测器的输出信号被关断，所以在激光非稳态过程中，出现的干扰腔模会被光电探测器滤掉，进而抑制激光波长的不稳定性对检测系统的影响。

4.根据权利要求1所述的一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：所述衰荡腔的透射信号聚焦到光电探测器上，光电探测器的信号也被分为两路：第一路反馈回驱动电路模块中的阈值电路部分，当激光与衰荡腔共振时，在衰荡腔的透射端探测到的信号幅度增加，在信号幅度达到通过阈值调节旋钮设定的阈值时，阈值电路就会触发衰荡腔的电流驱动模块通过切断其注入电流迅速关断激光，激光在衰荡腔内来回反射，透射光强度因腔内吸收损耗而不断减弱，在腔后探测透射光强度变化，可得到激光强度随时间不断减弱的衰荡信号，此关断时间可由阈值脉宽调节旋钮控制，在保证衰荡腔内激光强度的衰减过程完成以后，再产生两个触发信号，第一个信号控制驱动电路模块的驱动电流源模块开启其注入电流迅速打开光路，第二个触发PD信号控制电路关断，在激光开启后5ms内，光电探测器对干扰腔模信号的响应，抑制波长重复扫描效应，与此同时，第二路信号给到模数转换器采样光电探测器的衰荡信号，经过光分束器的第二路激光通过波长校准模块对扫描的激光波长进行定标，定标激光波长的etalon信号也同衰荡信号一起进入模数转换器中。

5.根据权利要求1所述的一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：所述驱动电路模块体积为80mm*40mm，其上集成设置有温度控制模块，设置有温度调节旋钮，可调节DFB激光器温度范围为15℃-35℃；阈值电路设置有阈值调节旋钮，可调节触发阈值为0，1V-4，5V；阈值脉宽调节旋钮，可调节脉宽为1-20ms以及上述的PD信号控制电路关断时间调节旋钮，可调节时间为1ms-15ms，其中，驱动DFB激光器的电流工作范围为0-110mA。

6.根据权利要求1所述的一种抑制电流开启波长重复扫描影响的流控CRDS方法，其特征在于：所述衰荡腔的腔主体为超低热膨胀系数的殷钢材料，其膨胀系数小于10^-7/℃，腔长为25cm，自由光谱区FSR≈600MHz，衰荡腔的腔体两端采用超低损耗离子溅射镀膜技术镀制的高反膜率腔镜，然后用光学真空胶固定在腔体的两个端面上，同时为了使腔长能够调谐，在其中一个腔镜前粘接高性能压电陶瓷推拉腔镜，来改变腔纵模的位置，由此增加光谱分辨率。