[發(fā)明專利]光聲光譜檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810282480.3
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN110346300A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳力
• 申請（專利權(quán)）人: 南京諾威爾光電系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光聲光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

廣譜光源（20），所述廣譜光源（20）用于激勵光聲信號；

光譜色散器件（21），所述光譜色散器件（21）用于將所述廣譜光源（20）的能量按頻譜順序在空間展開；

空間光調(diào)控器（30），所述空間光調(diào)控器（30）位于光譜色散器件（21）的焦平面，用于對所述廣譜光源（20）的不同頻譜分量進行周期性空間方位調(diào)制；

光聲池（13），所述光聲池（13）包括窗口（14）與聲傳感器（15），用于盛載待測氣體，所述聲傳感器（15）用于探測由所述空間光調(diào)控器（30）周期性投射的待測氣體可吸收頻譜分量與待測氣體作用后所產(chǎn)生的聲波信號。

2.一種光聲光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

廣譜光源（20），所述廣譜光源（20）用于激勵光聲信號；

光譜色散器件（21），所述光譜色散器件（21）用于將所述廣譜光源（20）的光能量按頻譜順序在空間展開；

空間光調(diào)控器（30），所述空間光調(diào)控器（30）位于光譜色散器件（21）的焦平面，用于對所述廣譜光源（20）的不同頻譜分量進行周期性空間方位的調(diào)制；

諧振光聲池（90），所述諧振光聲池（90）包括聲傳感器（15）和兩個諧振腔（91），用于盛載被檢測氣體，所述聲傳感器（15）探測由所述空間光調(diào)控器（30）周期性投射的待測氣體可吸收頻譜分量與待測氣體作用后所產(chǎn)生的聲波信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光聲光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)控器（30）將所述廣譜光源（20）中的待測氣體可吸收頻譜分量周期性地交替投射到所述兩個諧振腔（91）中。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光聲光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)控器（30）將所述廣譜光源（20）中處于吸收峰的頻譜分量和處于非吸收峰的頻譜分量周期性地交替投射到所述兩個諧振腔（91）中。

5.一種光聲光譜檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

采用光譜色散器件（21）將廣譜光源（20）的光能量按波長在空間展開并投射到空間光調(diào)控器（30）的陣列光偏轉(zhuǎn)像元（31）；

控制所述光偏轉(zhuǎn)像元（31），將對應(yīng)氣體吸收峰的頻譜分量周期性地投射到光聲池（13）中；

接收所述光聲池（13）內(nèi)的聲波信號并采用鎖相檢測方法進行信號處理。

6.一種光聲光譜檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

采用光譜色散器件（21）將廣譜光源（20）的光能量按波長在空間展開，并投射到空間光調(diào)控器（30）的陣列光偏轉(zhuǎn)像元（31）上；

控制所述光偏轉(zhuǎn)像元（31），分別將對應(yīng)氣體吸收峰的頻譜分量和另一束偏離氣體吸收峰的頻譜分量周期性地交替投射到光聲池（13）中；

接收所述光聲池（13）內(nèi)的聲波信號并采用鎖相檢測方法進行信號處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光聲光譜檢測方法，通過動態(tài)改變光偏轉(zhuǎn)像元（31）的數(shù)量調(diào)節(jié)所述對應(yīng)氣體吸收峰的頻譜分量與另一束偏離氣體吸收峰的頻譜分量，使得兩者在光聲池中由于池壁和窗口吸收所產(chǎn)生的背景信號完全相同。

8.一種光聲光譜檢測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

采用光譜色散器件（21）將廣譜光源（20）的光能量按波長在空間展開，并投射到空間光調(diào)控器（30）的陣列光偏轉(zhuǎn)像元（31）上；

控制所述光偏轉(zhuǎn)像元（31），在以氣體吸收峰為中心的一個光譜區(qū)間，按光譜波長順序?qū)︻l譜分量周期性往復(fù)掃描并投射到光聲池（13）中；

接收所述光聲池（13）內(nèi)的聲波信號，采用鎖相檢測方法對所述周期性往復(fù)掃描頻率的二倍頻進行信號提取。