[發明專利]一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置及方法

有效

• 申請號: 201811190623.4
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109596565B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陶俊;向少卿
• 申請（專利權）人: 上海禾賽科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 賈允

本發明提供一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置及方法，所述裝置包括激光器陣列，所述激光器陣列由多個激光器陣元構成，每個激光器陣元發出的激光均具備相同波長和相同傳播方向；陣列光束探測器，用于接收所述激光器陣列發出的陣列光束，并將接收到的光信號幅值傳輸至總控制器；總控制器，所述總控制器用于獲取所述接收到的光信號幅值與光信號幅值標準值的差值，并根據所述差值控制所述激光器陣列中各個激光器陣元的開閉。本發明相較于需要依賴機械運動部件的現有技術具有響應快、壽命長的優勢，并且在接收光強自穩定過程中，不會改變光學接收系統的性能，也不會增加外界雜散光。

技術領域

本發明涉及激光遙測技術領域，尤其涉及一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置及方法。

背景技術

TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的簡稱，該技術主要是利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量。在TDLAS的實際應用過程中，由于探測器接收到的激光光強受到反射面的反射率、激光傳播距離、激光和反射面的夾角等眾多因素影響，會導致探測器所接收到的激光光強變化非常大。現有技術中，主要采用兩種技術方案來解決探測器接收到的激光光強不穩定的技術問題：

(1)使用光闌來調節探測器光學接收器的孔徑，從而避免激光光強過高導致的信號失真。但是當孔徑變大時，也會提高外界雜散光的光強，影響探測器性能。并且由于光闌是通過電機驅動來調節其通光孔徑的，無法實現快速調節并且機械磨損導致光闌的壽命較短。

(2)調節探測器的曝光時間，從而避免探測器接收到的光強過小導致的信號的信噪比較低。但是調節探測器的曝光時間將會影響到測量設備的響應速度，如延長曝光時間會導致響應速度變慢。并且若由于接收到的激光光強過大產生探測器飽和失真，即使調節探測器的曝光時間也不能解決信號失真的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置及方法。

本發明是以如下技術方案實現的：

第一方面，一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置，包括：

激光器陣列，所述激光器陣列由多個激光器陣元構成，每個激光器陣元發出的激光均具備相同波長和相同傳播方向；

陣列光束探測器，所述陣列光束探測器用于接收所述激光器陣列發出的陣列光束，并將接收到的光信號幅值傳輸至總控制器；

總控制器，所述總控制器用于獲取所述接收到的光信號幅值與光信號幅值標準值的差值，并根據所述差值控制所述激光器陣列中各個激光器陣元的開閉。

第二方面，一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的方法，所述方法由上述的一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置實施，包括：

總控制器控制激光器陣列發出陣列光束，所述陣列光束由相同波長并且傳播方向一致的激光光束構成；

陣列光束探測器接收所述激光器陣列發出的陣列光束，并將接收到的光信號幅值傳輸至總控制器；

所述總控制器獲取所述接收到的光信號幅值與光信號幅值標準值的差值，并根據所述差值控制所述激光器陣列中各個激光器陣元的開閉。

本發明的有益效果是：

本發明提供的一種基于激光器陣列實現接收光強自穩定的裝置及方法，其具有如下有益效果：