[发明专利]具有宽扫描可调谐二极管激光器的光谱仪

说明书

本发明涉及具有宽扫描可调谐二极管激光器的光谱仪。提供了一种通过激光光谱仪实现的方法。该方法包括通过调整由激光光源发射并穿过样品气体的光束的波长，由控制单元使用第一组激光光谱仪操作参数进行第一波长范围的第一扫描。第一波长范围包含与第一成分相对应的第一光谱特征。该方法还包括通过调整从激光光源发射并穿过样品气体的光的波长，由控制单元使用第二组激光光谱仪操作参数进行第二波长范围的至少一个第二扫描。第二波长范围具有对应于至少一个第二成分的第二光谱特征。控制单元还确定第一成分的第一浓度和至少一个第二成分的第二浓度。

技术领域

本文所述的主题涉及一种光谱仪，其具有带有宽扫描能力的可调谐激光光源。这样的光谱仪可用于分析样品(例如，包含气体和/或液体的流体样品)。

背景技术

光谱仪可以使用通过物质的光的发射，吸收或拉曼散射来定性和定量地分析气体、固体或液相化合物的分析物中的特定原子和分子。在发射光谱学的情况下，可以基于在分析物的原子，离子或分子内发生的已知光学跃迁，检测和分析由处于激发态的原子发射的光，以确定分析物的组成。在吸收光谱学的情况下，来自穿过包含气体或液体样品的样品体积的光的能量被分析物吸收，从而使吸收原子或分子处于激发态。然后可以使用未被吸收的光的光谱分析来推断样品中分析物的存在和/或量(例如浓度，分压，摩尔分数等)。在拉曼光谱学的情况下，被物质散射的光包含由拉曼散射产生的光谱分量，对应于分子或离子中的某些特定跃迁。例如，在红外吸收光谱法中，由于分子内键的振动或旋转跃迁的激发，离散的能量量子被分子吸收。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于由包括激光光源、控制单元和至少一个检测器的气体光谱仪来实现的方法。检测器被定位成使得由激光光源发射的光在穿过样品气体之后被至少一个检测器检测。该方法包括通过调整由激光光源发射并穿过样品气体的光束的波长，由控制单元使用第一组激光光谱仪操作参数进行第一波长范围的第一扫描。第一波长范围包含与第一成分相对应的第一光谱特征。该方法还包括通过调整从所述激光光源发射并穿过所述样品气体的光的波长，在完成第一扫描之后并且由控制单元使用至少部分不同于第一组激光光谱仪操作参数的第二组激光光谱仪操作参数，进行第二波长范围的至少一个第二扫描。第二波长范围具有对应于至少一个第二成分的第二光谱特征。该方法还包括由控制单元基于第一扫描和至少一个第二扫描来确定第一成分的第一浓度和至少一个第二成分的第二浓度。

当前主题的实现方式可以包括但不限于与本文提供的描述一致的方法。

还描述了非暂时性计算机程序产品(即，物理地实施的计算机程序产品)，其存储指令，该指令在由一个或多个计算系统的一个或多个数据处理器执行时使至少一个数据处理器执行本文中的操作。类似地，还描述了计算机系统，其可以包括一个或多个数据处理器和耦合到一个或多个数据处理器的存储器。存储器可以临时或永久地存储使至少一个处理器执行本文描述的一个或多个操作的指令。另外，方法可以由单个计算系统内的一个或多个数据处理器或分布在两个或多个计算系统之间的一个或多个数据处理器来实现。这样的计算系统可以被连接并且可以经由一个或多个连接来交换数据和/或命令或其他指令等，这些连接包括但不限于通过网络(例如，因特网，无线广域网，局域网，广域网，有线网络等)的连接，经由多个计算系统中的一个或多个之间的直接连接等。

本文所述主题的一种或多种变形的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书和附图以及根据权利要求书，本文描述的主题的其他特征和优点将是显而易见的。尽管出于说明性目的与宽波长扫描可调谐二极管激光光谱仪相关地描述了当前公开的主题的某些特征，但是应当容易理解，这些特征并非旨在进行限制。因此，本文所用的术语“样品气体体积”，“气体体积”，“样品液体体积”和“液体体积”是指气体或液体(视情况而定)的流动体积或静态，批量体积。本公开之后的权利要求旨在限定受保护主题的范围。

附图说明

被并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本文所公开的主题的某些方面，并且与说明书一起帮助解释了与所公开的实现方式相关的一些原理。在附图中，