[发明专利]激光光谱仪和用于运行激光光谱仪的方法

摘要

本发明涉及一种激光光谱仪和用于运行激光光谱仪的方法，在激光光谱仪中将可以调谐波长的半导体激光器的光穿过包括需要测量的气体成分的混合气体和标准器结构引导到探测器上。为了在调谐范围内通过气体成分的特定的吸收谱线调谐半导体激光器的波长，半导体激光器的注入电流周期性地按照预定的电流‑时间‑函数变化。同时利用频率并且交替地利用匹配于吸收谱线的半值宽度的第一振幅和匹配于标准器结构的光谱宽度的第二振幅调制注入电流和进而波长。由探测到的光强度分析二次谐波，其中在利用第一振幅调制时测量吸收谱线，并在利用第二振幅调制时根据标准器结构的透射光谱使半导体激光器的波长稳定。

主权项

一种用于运行激光光谱仪的方法，其中‑将能调谐波长的半导体激光器(3)的光(4)穿过包括需要测量的气体成分的混合气体(1)和标准器结构(5)引导到探测器(6)上，‑为了在调谐范围内完全通过所述气体成分的特定的吸收谱线调谐所述半导体激光器(3)的波长λ，使所述半导体激光器(3)的注入电流i周期性地根据预定的电流‑时间‑函数(9)变化，‑利用具有频率f的调制信号(11)并且交替地利用匹配于所述吸收谱线的半值宽度的第一调制振幅和大了多倍的第二调制振幅调制所述电流‑时间‑函数(9)并且‑在所述频率的二次谐波2f中分析由所述探测器(6)所产生的探测器信号(14)，以便在利用所述第一调制振幅调制时确定在所述混合气体(1)中的所述需要测量的气体成分的浓度，并且在利用所述第二调制振幅调制时使所述半导体激光器(3)波长稳定，‑其中，所述标准器结构(5)或者具有唯一的标准器，所述标准器的自由光谱范围FSR大于所述调谐范围的一倍并小于两倍，并且所述第二调制振幅匹配于所述标准器结构(5)的所述自由光谱范围FSR，或者‑其中，所述标准器结构(5)包括至少两个不同的标准器，这些所述标准器的自由光谱范围分别小于所述调谐范围，并且在此如下地选择，即所述标准器中的每一个的透射函数的振幅在所述第一调制振幅中接近零，所述振幅与调制振幅的相关性近似地遵循二阶第一类贝塞尔函数。