[發明專利]一種用于測量激光絕對波長的組合裝置及其波長測量方法

在審

• 申請號: 201810630044.0
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108844641A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 潘浩;張福民;曲興華;周倫彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

1.一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，包括可調諧激光器，所述可調諧激光器的輸出經過分束器分為A路和B路，所述A路進入法布里－珀羅干涉光路，所述B路進入氣體吸收池光路，所述法布里－珀羅干涉光路和所述氣體吸收池光路的輸出端共同連接至數據采集系統，所述數據采集系統的輸出端連接至計算機；

所述可調諧激光器用于產生連續掃頻激光；

所述法布里－珀羅干涉光路用于產生若干個自由光譜范圍間隔的干涉譜峰，形成干涉信號；

所述氣體吸收池光路用于產生若干個特定激光波長的氣體吸收譜峰，形成吸收信號；

所述數據采集系統用于對所述法布里－珀羅干涉光路產生的干涉信號和所述氣體吸收池光路產生的吸收信號進行同步采樣，并將采樣后的信號送入計算機。

2.根據權利要求1所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，所述法布里－珀羅干涉光路包括依次連接的法布里－珀羅腔和第一光電探測器，所述第一光電探測器的輸出端連接至所述數據采集系統的輸入端；從所述分束器分束的A路光束經過法布里－珀羅腔后，由于A路光束法布里－珀羅腔內產生多波長干涉因而產生了若干個自由光譜范圍間隔的干涉譜峰，由若干個自由光譜范圍間隔的干涉譜峰組成的干涉信號被第一光電探測器接收。

3.根據權利要求1所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，所述氣體吸收池光路包括依次連接的分子氣體吸收腔和第二光電探測器，所述第二光電探測器的輸出端連接至所述數據采集系統的輸入端；從所述分束器分束的B路光束進入分子氣體吸收腔后，特定激光波長的光強會被氣體吸收腔吸收，產生若干個特定激光波長的氣體吸收譜峰，由若干個特定激光波長的氣體吸收譜峰組成的吸收信號被第二光電探測器接收。

4.根據權利要求1或2所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，所述自由光譜范圍間隔的干涉譜峰的個數根據所述可調諧激光器的帶寬設置而定。

5.根據權利要求1或3所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，所述特定激光波長的氣體吸收譜峰的個數根據所述可調諧激光器的帶寬設置而定。

6.根據權利要求1或3所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，其特征在于，所述的特定激光波長根據所述氣體吸收腔的型號而定。

7.一種基于上述權利要求1至6任一項所述的用于測量激光絕對波長的組合裝置的波長測量方法，其特征在于，采用如權利要求1-6任意一項所述的一種用于測量激光絕對波長的組合裝置，具體包括以下步驟：

1-1步驟、搭建雙光路系統：法布里－珀羅干涉光路和氣體吸收池光路；

1-2步驟、數據采集，分別采集法布里－珀羅干涉光路產生的干涉信號和氣體吸收池光路產生的吸收信號；

1-3步驟、設置可調諧激光器的波長調諧范圍，找到氣體吸收池光路產生的吸收信號的第一個吸收譜峰的中心位置，查氣體吸收腔的吸收譜線表得到第一個吸收譜峰對應的波長值λ₀；調節可調諧激光器的速度參數和法布里－珀羅腔兩端的電壓，使得吸收信號中的第一個吸收譜峰的中心與干涉信號的任意一個干涉譜峰的中心重合；

1-4步驟、根據第一個吸收譜峰對應的波長值λ₀和法布里－珀羅腔的自由光譜范圍參數，按順序讀出起始吸收譜線范圍內所有的干涉譜峰對應的波長值λ_n，其中，波長值λ_n表述為：λ_n＝λ₀+(n-1)×自由光譜范圍參數，n＝1,2,3…M，M為1-3步驟中吸收信號中的第一個吸收譜峰的中心與干涉信號的任意一個干涉譜峰的中心重合之后吸收譜線范圍內的總的干涉譜峰數；M個波長值λ_n即所要測得的所述可調諧激光器在設置帶寬內的瞬時波長的絕對值。