[发明专利]基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统和方法

权利要求书

1.一种基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统，其特征在于，包括：信号发生器、泵浦单元、红外激光器、小分子气体池、放大单元和电脑；小分子气体池包括光声池，光声池为密封状态且腔内充气体，光声池内腔还设置有收音装置；收音装置和放大器、电脑依次连接；电脑和红外激光器连接，电脑、信号发生器、泵浦单元和红外激光器依次连接，红外激光器输出的激光照射光声池内的气体；

放大单元包括：第一级放大器U1、第二级放大器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5、电容C1、电容C2和电容C3；电阻R5为滑动变阻器；

第一级放大器U1的两个输入端和收音装置连接，第一级放大器U1的正向输入端通过电阻R1和输出端连接，第一级放大器U1的输出通过电阻R2和电阻R3的一端、电容C1的一端均连接，电阻R3的另一端和第二级放大器U2的反向输入端、电容C2的一端均连接，电容C2的另一端连接至地，电容C1的另一端通过电阻R4和第二级放大器U2的同向输入端、电容C3的一端、电阻R5的一固定端均连接，电阻R5的另一固定端、电阻R5的滑动端、电容C3的另一端均和第二级放大器U2的输出端连接，第二级放大器U2的输出端还和电脑连接；

其中，电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2及其连接形成RCπ型滤波电路；第一级放大器U1的型号为AD620，第二级放大器U2的型号为TLV2711CDBVR；

采用ICL7660负电源转化器将AD620所需要的负电源直接用正电源转化；

小分子气体池主体材料由普通玻璃构成，小分子气体池还包括上腔体、下腔体和圆柱体；上腔体、下腔体通过不锈钢球磨口夹压合连接，下腔体的下部连接圆柱体，收音装置设置在圆柱体，圆柱体的下部连接光声池，圆柱体和光声池连通，光声池侧面入光的一面设置有氟化钙镜片，光声池下部的气道连接机械泵接口有用于隔开装卸气体部分和光声池的顶阀。

2.根据权利要求1所述的基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统，其特征在于，收音装置为微音器或压电陶瓷传声器。

3.根据权利要求1所述的基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统，其特征在于，还包括：供电电路；供电电路和放大单元、收音装置均连接。

4.根据权利要求3所述的基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统，其特征在于，供电电路包括直流电源，直流电源为直流稳压电源或者干电池。

5.一种基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准方法，应用于如权利要求1至4任一项所述的基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准系统，其特征在于，包括：泵浦单元输出泵浦光至红外激光器，红外激光器在泵浦光的作用下输出波长连续红外激光，红外激光照射光声池内的气体，若此时入射光的波长与气体分子吸收波长一致，气体分子将吸收激光，从而产生周期性压力波动，收音装置检测到气体分子的周期性压力波动，周期性压力波动经过放大单元放大得到光声信号，将光声信号的振动吸收峰位置和已知分子固定的振动吸收峰位置进行对比，若光声信号的振动吸收峰位置和已知分子固定的振动吸收峰位置不一致，则通过电脑控制红外激光器的输出波长，实现红外激光器的输出波长的校准。

6.根据权利要求5所述的基于光声光谱技术的可调谐激光器波长校准方法，其特征在于，当激光器产生的波长不是气体红外特征峰对应的波长位置，此时红外光能量吸收很小，不会产生气压扰动，收音装置检测不到气体分子的周期性压力波动。