[發(fā)明專利]基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011430778.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112556998B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝敏;仇偉;胡勇軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02;G01J3/42
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

1.一種基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：信號(hào)發(fā)生器、泵浦單元、紅外激光器、小分子氣體池、放大單元和電腦；小分子氣體池包括光聲池，光聲池為密封狀態(tài)且腔內(nèi)充氣體，光聲池內(nèi)腔還設(shè)置有收音裝置；收音裝置和放大器、電腦依次連接；電腦和紅外激光器連接，電腦、信號(hào)發(fā)生器、泵浦單元和紅外激光器依次連接，紅外激光器輸出的激光照射光聲池內(nèi)的氣體；

放大單元包括：第一級(jí)放大器U1、第二級(jí)放大器U2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電阻R5、電容C1、電容C2和電容C3；電阻R5為滑動(dòng)變阻器；

第一級(jí)放大器U1的兩個(gè)輸入端和收音裝置連接，第一級(jí)放大器U1的正向輸入端通過(guò)電阻R1和輸出端連接，第一級(jí)放大器U1的輸出通過(guò)電阻R2和電阻R3的一端、電容C1的一端均連接，電阻R3的另一端和第二級(jí)放大器U2的反向輸入端、電容C2的一端均連接，電容C2的另一端連接至地，電容C1的另一端通過(guò)電阻R4和第二級(jí)放大器U2的同向輸入端、電容C3的一端、電阻R5的一固定端均連接，電阻R5的另一固定端、電阻R5的滑動(dòng)端、電容C3的另一端均和第二級(jí)放大器U2的輸出端連接，第二級(jí)放大器U2的輸出端還和電腦連接；

其中，電阻R2、電阻R3、電容C1、電容C2及其連接形成RCπ型濾波電路；第一級(jí)放大器U1的型號(hào)為AD620，第二級(jí)放大器U2的型號(hào)為TLV2711CDBVR；

采用ICL7660負(fù)電源轉(zhuǎn)化器將AD620所需要的負(fù)電源直接用正電源轉(zhuǎn)化；

小分子氣體池主體材料由普通玻璃構(gòu)成，小分子氣體池還包括上腔體、下腔體和圓柱體；上腔體、下腔體通過(guò)不銹鋼球磨口夾壓合連接，下腔體的下部連接圓柱體，收音裝置設(shè)置在圓柱體，圓柱體的下部連接光聲池，圓柱體和光聲池連通，光聲池側(cè)面入光的一面設(shè)置有氟化鈣鏡片，光聲池下部的氣道連接機(jī)械泵接口有用于隔開裝卸氣體部分和光聲池的頂閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，收音裝置為微音器或壓電陶瓷傳聲器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：供電電路；供電電路和放大單元、收音裝置均連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，供電電路包括直流電源，直流電源為直流穩(wěn)壓電源或者干電池。

5.一種基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：泵浦單元輸出泵浦光至紅外激光器，紅外激光器在泵浦光的作用下輸出波長(zhǎng)連續(xù)紅外激光，紅外激光照射光聲池內(nèi)的氣體，若此時(shí)入射光的波長(zhǎng)與氣體分子吸收波長(zhǎng)一致，氣體分子將吸收激光，從而產(chǎn)生周期性壓力波動(dòng)，收音裝置檢測(cè)到氣體分子的周期性壓力波動(dòng)，周期性壓力波動(dòng)經(jīng)過(guò)放大單元放大得到光聲信號(hào)，將光聲信號(hào)的振動(dòng)吸收峰位置和已知分子固定的振動(dòng)吸收峰位置進(jìn)行對(duì)比，若光聲信號(hào)的振動(dòng)吸收峰位置和已知分子固定的振動(dòng)吸收峰位置不一致，則通過(guò)電腦控制紅外激光器的輸出波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)紅外激光器的輸出波長(zhǎng)的校準(zhǔn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光聲光譜技術(shù)的可調(diào)諧激光器波長(zhǎng)校準(zhǔn)方法，其特征在于，當(dāng)激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)不是氣體紅外特征峰對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)位置，此時(shí)紅外光能量吸收很小，不會(huì)產(chǎn)生氣壓擾動(dòng)，收音裝置檢測(cè)不到氣體分子的周期性壓力波動(dòng)。