[发明专利]多波段混叠式内腔气体传感系统及传感方法

摘要

多波段混叠式内腔气体传感系统及传感方法。该系统包括激光谐振内腔部分（包括第一光分束器，及由泵浦光源、光波分复用器、掺杂光纤、光隔离器和可调光衰减器构成的两路增益通路、以及光合束器和F-P可调谐光滤波器）、气体传感部分（包括气室和光反射镜）以及探测解调部分（包括光耦合器、第二光分束器、两个光探测器、数据采集模块与计算机）三部分。将掺杂不同稀土离子的有源光纤混叠在同一系统中，使系统同时覆盖多种掺杂离子的激射波段，可大幅拓宽系统的波长扫描范围，使该系统具有同时检测更多种类气体的能力。本发明具有很强的扩展性，可以在系统中通过插入新的增益通路，达到进一步扩展系统波长扫描范围的目的。

主权项

一种基于多波段混叠式结构的内腔气体传感系统，其特征在于该系统包括激光谐振内腔部分、气体传感部分和探测解调部分三个部分，其中：第一部分，激光谐振内腔部分包括：第一光分束器，第一光分束器的两个输出端口通过光纤分别与第一光波分复用器和第二光波分复用器的一个输入端口连接，第一光波分复用器和第二光波分复用器的另一个输入端口分别与第一泵浦光源和第二泵浦光源的输出端口连接，第一光波分复用器依次连接第一掺杂光纤、第一光隔离器和第一可调光衰减器，第二光波分复用器依次连接第二掺杂光纤、第二光隔离器和第二可调光衰减器，第一可调光衰减器和第二可调光衰减器的输出端口分别与光合束器的一个输入端口连接，光合束器的输出连接光环形器的第一端口，光环形器的第三端口连接F‑P可调谐光滤波器的输入端；第二部分，气体传感部分包括：气室和光反射镜，气室和光反射镜通过光环形器的第二端口接入激光谐振内腔部分，光反射镜将激光谐振内腔部分输出的信号反射回激光谐振内腔部分，以形成激光谐振；第三部分，探测解调部分包括：光耦合器，光耦合器的输入端连接F‑P可调谐光滤波器的输出，光耦合器的一个输出端口连接第二光分束器的输入端，第二光分束器的两个输出端口分别连接第一光探测器和第二光探测器的输入端，第一光探测器和第二光探测器的输出端分别连接数据采集模块的一个模拟输入端口，数据采集模块连接计算机，数据采集模块的模拟输出端口同时连接F‑P可调谐光滤波器的电控输入端口。