[發明專利]基于光聲光譜技術的可調諧激光器波長校準系統和方法

有效

• 申請號: 202011430778.8
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112556998B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 謝敏;仇偉;胡勇軍
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01J3/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 雷芬芬

本發明公開了一種基于光聲光譜技術的可調諧激光器波長校準系統和方法，該系統，包括：信號發生器、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，光聲池為密封狀態且腔內充氣體，光聲池內腔還設置有收音裝置；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、信號發生器、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的氣體。本儀器只需一個玻璃腔體、微型麥克風、自制的信號放大器、示波器或電腦等就能實現本儀器只需一個玻璃腔體、微型麥克風、自制的信號放大器、示波器或電腦等。體積小、簡單并且廉價，其體積小、簡單并且廉價。

技術領域

本發明涉及光聲光譜技術領域，具體涉及一種基于光聲光譜技術的可調諧激光器波長校準系統和方法。

背景技術

紅外光是肉眼看不見的電磁波，其波長范圍在1毫米至750納米之間。波長可調諧紅外光在探測、通訊、醫療、實驗研究、軍事等方面有著廣泛的用途。能產生波長可調諧紅外光的紅外光源主要有：紅外光學參量震蕩器(OPO)，量子級聯激光器(QCL)，激光差頻(DFG)紅外光源等。然而以上幾種紅外光源主要依賴于機械控制和溫度控制對輸出的紅外光波長進行調諧，因此其輸出的紅外光波長與實際的波長會有一定的誤差。為得到準確的紅外光波長，則需要對激光器輸出的紅外波長進行校準，通常人們通過紅外光波長測定儀對激光器發射出來的光波進行測定然后再做校準，例如利用德國APE公司生產的waveScan紅外光波長測定儀對激光器的紅外光進行測定和校準。但是此類儀器不僅體積較大，而且價格十分昂貴。而且還需要運用如高反鏡、透鏡、光柵等高質量光學元件，以及光電探測器，控制電腦等，其儀器的體積和重量都會較大，且其價格也會相對昂貴。

因此行業內急需研發一種操作方便、廉價的紅外激光器波長進行校正的方法或者系統。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種操作方便、成本低的基于光聲光譜技術的可調諧激光器波長校準系統和方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于光聲光譜技術的可調諧激光器波長校準系統，包括：信號發生器、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，光聲池為密封狀態且腔內充氣體，光聲池內腔還設置有收音裝置；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、信號發生器、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的氣體。

優選地，收音裝置為微音器或壓電陶瓷傳聲器。

優選地，放大單元包括：第一級放大器U1、第二級放大器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；阻R5為滑動變阻器；第一級放大器U1的兩個輸入端和收音裝置連接，第一級放大器U1的正向輸入端通過電阻R1和輸出端連接，第一級放大器U1的輸出通過電阻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的另一端通過電阻R4和第二級放大器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的滑動端、電容C3的另一端均和第二級放大器U2的輸出端連接，第二級放大器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。

優選地，第一級放大器U1的型號為AD620，第二級放大器U2的型號為TLV2711CDBVR。

優選地，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，光聲池側面入光的一面窗口設置有氟化鈣鏡片，光聲池下部的氣道連接機械泵接口有用于隔開裝卸氣體部分和光聲池的頂閥。