[发明专利]一种基于光学捷变频的快速气体吸收光谱测量装置及方法

摘要

一种基于光学捷变频的快速气体吸收光谱测量装置及方法，涉及快速气体吸收光谱的测量方法，属于吸收光谱测量领域。本发明是为了解决现有光谱测量方法存在无法实现快速在线检测，且测量光信号的扫频范围有限，无法获得完整的吸收光谱信号，造成测量的准确性差的问题。本发明通过控制第一激光器的频率ν1和第二激光器的频率ν2，实现调节扫频闲频光的中心频率位于被测气体吸收峰位置，使得本发明所述装置及方法可用于不同气体的检测。通过控制高速扫频微波源的扫频速度，实现不同速率的气体吸收光谱检测。本发明是适用于已知气体的浓度进行测量。

主权项

1.一种基于光学捷变频的快速气体吸收光谱测量装置，其特征在于，包括第一激光器(1)、电光调制器(2)、高速扫频微波源(3)、第一滤波器(4)、第二激光器(5)、掺饵光纤放大器(7)、非线性光纤(8)、第二滤波器(9)、待测气体池(10)、探测器(11)和数据采集装置(12)；第一激光器(1)输出的第一定光频载波信号与高速扫频微波源(3)输出的高速扫频微波电信号经电光调制器(2)调制生成快速扫频光的上下一阶边带信号，所述快速扫频光的上下一阶边带信号经第一滤波器(4)输出快速扫频光上边带信号，所述快速扫频光上边带信号作为泵浦光和第二激光器(5)输出的第二定频光信号作为信号光经掺饵光纤放大器(7)放大后输出至非线性光纤(8)，信号光和泵浦光在非线性光纤(8)内发生四波混频作用，当非线性光纤(8)内的信号光和泵浦光满足波矢匹配条件时，生成频率为泵浦光扫频范围2倍的闲频光，非线性光纤(8)输出信号光、泵浦光和闲频光的混频光信号，所述混频光信号经第二滤波器(9)滤除信号光和泵浦光后输出闲频光，所述闲频光经待测气体池(10)与待测气体相互作用后发射至探测器(11)的探测面上，探测器(11)对探测的光信号转换为电信号输出至数据采集装置(12)。