[发明专利]基于二极管激光的汞气连续监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：它由信号发生器(1)、第一激光二级管控制器(2-1)、第二激光二级管控制器(2-2)、第一激光二极管(3-1)、第二激光二极管(3-2)、第一反射镜(4)、二向色镜(5)、第一凸透镜(6)、BBO晶体(7)、第二凸透镜(8)、分光棱镜(9)、第二反射镜(10)、分光镜(11)、样品池(12-1)、参考池(12-2)、第一滤光片(13-1)、第二滤光片(13-2)、第一探测器(14-1)、第二探测器(14-2)和数据采集分析器(15)组成，

第一激光二级管控制器(2-1)的控制信号输出端连接第一激光二极管(3-1)的控制信号输入端，第一激光二极管(3-1)发射的激光束入射至二向色镜(5)的正面，

信号发生器(1)用于产生锯齿波或三角波的控制信号，信号发生器(1)的控制信号输出端连接第二激光二级管控制器(2-2)的控制信号输入端，第二激光二级管控制器(2-2)的控制信号输出端连接第二激光二极管(3-2)的控制信号输入端，第二激光二极管(3-2)发射的激光束经第一反射镜(4)反射后入射至二向色镜(5)的反面，

二向色镜(5)正面入射光束的透射光束与二向色镜(5)反面入射光束的反射光束重叠共线后入射至第一凸透镜(6)，经第一凸透镜(6)汇聚的光束入射至BBO晶体(7)，经该BBO晶体(7)透射的激光束经过第二凸透镜(8)准直后入射至分光棱镜(9)，该分光棱镜(9)分离出的紫外激光束经第二反射镜(10)反射后入射至分光镜(11)，再经该分光镜(11)分为透射光束和反射光束，

分光镜(11)的透射光束经过样品池(12-1)和第一滤光片(13-1)后，被第一探测器(14-1)的光探测面接收，第一探测器(14-1)的信号输出端连接数据采集分析器(15)样品信号输入端，

分光镜(11)的反射光束经过参考池(12-2)和第二滤光片(13-2)后，被第二探测器(14-2)的光探测面接收，第二探测器(14-2)的信号输出端连接数据采集分析器(15)参考信号输入端；

BBO晶体(7)设置于第一凸透镜(6)和第二凸透镜(8)的焦平面上；

参考池(12-2)中的介质为常温常压下汞的饱和蒸气。

2.根据权利要求1所述的基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：第一激光二极管(3-1)发射的激光束波长λ₁和第二激光二极管(3-2)发射的激光束波长λ₂满足1/λ₁+1/λ₂＝1/254的关系，所述波长的单位为nm；

二向色镜(5)对第一激光二极管(3-1)发射的激光束的透过率大于90％，二向色镜(5)对第二激光二极管(3-2)发射的激光束的反射率大于90％。

3.根据权利要求1或2所述的基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：参考池(12-2)中汞蒸气的浓度与参考池中的光程长度的乘积为50μg/m²～500μg/m²。

4.根据权利要求3所述的基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：第一滤光片(13-1)和第二滤光片(13-2)对入射光束的透过波长均为254nm，第一滤光片(13-1)和第二滤光片(13-2)的带宽均小于20nm，

第一滤光片(13-1)和第二滤光片(13-2)在254nm波长处和400nm-800nm波段的透过率之比均大于10³。

5.根据权利要求4所述的基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：第一凸透镜(6)和第二凸透镜(8)的焦距在2cm～10cm范围内；

分光镜(11)为半反射半透射的分束镜。

6.根据权利要求5所述的基于二极管激光的汞气连续监测装置，其特征在于：BBO晶体(7)在垂直于光束传播方向的面积介于25mm²至100mm²之间，BBO晶体(7)在沿着光束传播方向的长度大于7mm并且小于20mm。