[實用新型]一種光纖光程池

有效

• 申請號: 201721639266.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN208270405U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 劉孟陽;王龍祥
• 申請（專利權）人: 上海偉釗光學科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 趙俊寅

本申請公開了一種光纖光程池，解決了現有技術中收光位置采用與發射光纖準直器相同特性的光纖準直器收光，不能達到最好的收光效果，插入損耗大的問題，本申請光纖光程池，包括兩個凹面反射鏡：第一凹面反射鏡和第二凹面反射鏡和兩個光纖準直器：第一光纖準直器和第二光纖準直器，所述兩個凹面反射鏡組成光程池反射腔，所述兩個光纖準直器分別固定在不同的反射鏡上或者固定在同一個反射鏡上，激光束從一個準直器射入，在光程池反射腔內經多次反射的光束最后從另一個準直器收光，所述兩個光纖準直器為高斯光學特征不同的光纖準直器，形成非對稱光路。本申請光纖光程池，可在3米光程的Herriott池上實現耦合損耗小于1dB。

技術領域

本申請涉及一種光纖光程池，具體涉及一種可以應用于微量氣體分析、檢測的光纖光程池。

背景技術

根據Lambert-Beer定律，增加光和樣品的作用距離，能增大吸收信號的幅度，從而能有效提高光譜探測靈敏度，多次反射是實現長光程的有效途徑。在科研、環保、煤礦瓦斯監控等領域，用光譜吸收法分析、檢測微量氣體，如甲烷、一氧化碳、氧氣等，需要長光程池，光程越長，可探測濃度下限越低。

常用的光程池有White型、矩陣型和Herriott型幾種。White型和矩陣型長程池的特點是孔徑角較大，可實現較多的反射次數，但使用的反射鏡也較多。Herriott型光程池特點是結構簡單，光路調解相對容易，反射次數較多，但孔徑角較小，適用于激光光源。Herriott長程池要求兩個等焦距凹面鏡平行且同軸。現有的光程池一般是采用有源激光準直發射系統對光源進行發射，采用光電探測器系統進行數據的收集和分析處理。然而在實際應用中兩個凹面鏡安裝在儀器上，沒有光學平臺和可調節光具座，不易使凹面鏡的主光軸重合，難以使反射光斑的分布對稱于鏡中心以充分利用鏡子的尺寸得到最多的光反射次數。

本申請人于2013年申請了一份專利“一種光纖光程池”，公開號為CN203811523U，公開了前反射鏡(2)上可以設兩個缺口，分別固定兩個光纖準直器(1)，一個發射光信號一個接收光信號。也可以在前反射鏡(2)上設一個缺口，固定一個光纖準直器(1)發射光，后反射鏡(3)上設一個缺口，固定一個光纖準直器 (1)接收光，可以調節出更多次反射獲得更長光路。

發明人通過進一步研究發現，由于光程池中的兩個凹面反射鏡不斷地改變激光光束的發散角，在兩個反射鏡面上的激光光斑大小是不斷改變的，如圖1所示，例如相距90mm的凹面反射鏡上，兩面各有17個光斑，發射光纖準直器從位置1射入光束，接受光纖準直器從位置34收光，在34位置，如使用與1位置發射光纖準直器相同特性的光纖準直器收光，不能達到最好的收光效果，一對準直器的插入損耗可能達10dB或以上。

發明內容

針對現存在的技術問題，本申請的目的在于提供一種光纖光程池。

為實現以上目的，本發明提供的一種光纖光程池，采用如下技術方案：

一種光纖光程池，包括兩個凹面反射鏡：第一凹面反射鏡和第二凹面反射鏡和兩個光纖準直器：第一光纖準直器和第二光纖準直器，所述第一凹面反射鏡、第二凹面反射鏡組成光程池反射腔，所述第一光纖準直器、第二光纖準直器分別固定在不同的反射鏡上或者固定在同一個反射鏡上，激光束從一個準直器射入，在光程池反射腔內經多次反射的光束最后從另一個準直器收光，所述兩個光纖準直器為高斯光學特征不同的光纖準直器，形成非對稱光路。

進一步地，所述一個光纖準直器固定于光程池的射入光束位置作為發射準直器，另一個光纖準直器固定于光程池的收光位置作為接收準直器。

所述兩個光纖準直器，其中一個光纖準直器工作距離等于兩個凹面反射鏡之間的腔長，也即WD=L；另一個光纖準直器工作距離不等于兩個凹面反射鏡之間的腔長，也即WD≠L。

本申請所述腔長L可以根據需要進行設定，優選L為90mm或120mm。