[实用新型]基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置

权利要求书

1.基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置，其特征在于：包括任意波函数发生器(1)、室温连续模式中红外量子级联激光器(4)、聚焦准直三维调节系统(5)、第一反射镜(6)、样品吸收池(7)、离轴抛物面镜(8)、第一探测器(9)、数据采集单元(10)和计算机(11)，所述室温连续模式中红外量子级联激光器(4)具有温度控制单元(2)和电流控制单元(3)；

所述任意波函数发生器(1)输出只在任意半周期内叠加调制信号的周期性信号作为室温连续模式中红外量子级联激光器(4)的电流驱动信号，所述电流驱动信号通过电流控制单元(3)对室温连续模式中红外量子级联激光器(4)的注入电流进行驱动；

所述室温连续模式中红外量子级联激光器(4)作为光源发出激光信号；

所述聚焦准直三维调节系统(5)对激光信号进行聚焦准直；

所述第一反射镜(6)将聚焦准直后的激光信号耦合到样品吸收池(7)；

所述样品吸收池(7)充有待测气体，所述激光信号在样品吸收池(7)内被气体分子吸收后出射到离轴抛物面镜(8)；

所述离轴抛物面镜(8)将激光信号聚集到第一探测器(9)；

所述第一探测器(9)将接收到的激光信号通过数据采集单元(10)转化为电信号并传输给计算机(11)；

所述计算机(11)对电信号进行分析处理得出待测气体信息。

2.根据权利要求1所述的基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置，其特征在于：还包括指示光源(15)、第二反射镜(16)和半反半透镜(17)，所述半反半透镜(17)设在聚焦准直三维调节系统(5)和第一反射镜(6)之间，所述指示光源(15)产生可见光信号，所述第二反射镜(16)将可见光信号反射到半反半透镜(17)，所述半反半透镜(17)再次将可见光信号反射并使其与经半反半透镜(17)透射过来的室温连续模式中红外量子级联激光器(4)发出的激光信号同轴。

3.根据权利要求1所述的基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置，其特征在于：还包括分束器(12)、参考吸收池(13)和第二探测器(14)；

所述分束器(12)设在聚焦准直三维调节系统(5)和第一反射镜(6)之间，用于将聚焦准直三维调节系统(5)聚焦准直后的激光信号分束，一部分激光信号经分束器(12)反射进入参考吸收池(13)，另一部分激光信号经分束器(12)透射到第一反射镜(6)；

所述参考吸收池(13)为单通吸收池且充有纯的待测气体，所述进入参考吸收池(13)的激光信号被气体分子吸收后出射到第二探测器(14)；

所述第二探测器(14)将接收到的激光信号通过数据采集单元(10)转化为电信号并传输给计算机(11)；

所述计算机(11)对电信号进行分析处理得出室温连续模式中红外量子级联激光器(4)的中心频率漂移信息并将其反馈给电流控制单元(3)；

所述电流控制单元(3)根据接收到的中心频率漂移信息，进行电流补偿，稳定室温连续模式中红外量子级联激光器(4)的中心频率。

4.根据权利要求1所述的基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置，其特征在于：还包括分束器(12)、标准具和第二探测器(14)；

所述分束器(12)设在聚焦准直三维调节系统(5)和第一反射镜(6)之间，用于将聚焦准直三维调节系统(5)聚焦准直后的激光信号分束，一部分激光信号经分束器(12)反射进入标准具，另一部分激光信号经分束器(12)透射到第一反射镜(6)；

所述进入标准具的激光信号在标准具内产生干涉后出射到第二探测器(14)；

所述第二探测器(14)将接收到的激光信号通过数据采集单元(10)转化为电信号并传输给计算机(11)；

所述计算机(11)对接收到的电信号进行分析处理得出室温连续模式中红外量子级联激光器(4)的相对波长调谐范围。

5.根据权利要求3或4所述的基于两种量子级联激光光谱的多组分气体同时检测装置，其特征在于：还包括指示光源(15)和第二反射镜(16)，所述指示光源(15)产生可见光信号，所述第二反射镜(16)将可见光信号反射到分束器(12)，所述分束器(12)再次将可见光信号反射并使其与经分束器(12)透射过来的室温连续模式中红外量子级联激光器(4)发出的激光信号同轴。