[发明专利]利用赫里奥特池测量气溶胶吸收的光热干涉装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用赫里奥特池测量气溶胶吸收的光热干涉装置及方法，设计三路干涉光，利用上下两路检测环境温度渐变和平台振动引起的相位基线漂移并形成自校正，中间一路的探测激光在赫里奥特池内传输，在探测激光光程不变的前提下，使得激励激光对探测激光的有效作用长度获得了数量级的延长，通过中间一路和上下两路的配合获得激励激光导致的相位变化，实现气溶胶吸收系数的在线检测。本发明利用赫里奥特池对有效作用距离延长使得光热干涉法的探测灵敏度极大提高，所用相位调制解调方法使得相位差结算摆脱了角度区间限制。

主权项

1.一种基于利用赫里奥特池测量气溶胶吸收的光热干涉装置的光热干涉方法，其特征在于：所述的利用赫里奥特池测量气溶胶吸收的光热干涉装置，其光路包括载波激光和激励激光，载波激光的传输路径上设有光分束器，载波激光的入射光经光分束器分成三束光，三束光的传输路径上分别依次设置光隔离器、光环形器、光准直器，三个所述的光准直器位于气溶胶检测池的左端，气溶胶检测池的右端等距离处相应设有三个平面高反镜，气溶胶样品池中设有赫里奥特池，赫里奥特池的右端设有激励激光入射孔，激励激光从气溶胶检测池右端外部射入；所述的光热干涉方法，所述的载波激光的入射光经光分束器分成三束光，三束光均在准直器端面产生反射和透射，反射光沿各自光纤返回，透射光经气溶胶检测池内的样品区域后由平面高反镜反射原路返回，穿过气溶胶检测池内的样品区域后再次透过光准直器端面，该透射光和前述光准直器端面的反射光形成干涉，三路干涉光通过各自光环形器后形成干涉光束进入光电探测器，其中上下两路干涉光束检测相位基线漂移，当两路的相位漂移相对误差大于某一阈值时做无效处理，该阈值根据实验标定值确定，中间一路干涉光束的探测激光处于赫里奥特池内，激励激光在赫里奥特池内反射n次后，再次由入射孔射出，当激励激光对探测激光的单次有效作用距离为L时，在赫里奥特池内，有效作用距离变为2nL，反射次数n依据入射激光的直径和能量确定，中间一路干涉光束的检测结果含有基线漂移和气溶胶吸收激励激光导致的相位变化，扣除上下两路的相位变化量平均值获得激励激光诱导的相位变化量。