[发明专利]一种低噪声光纤气室及其调试方法

说明书

一种低噪声光纤气室，包括长度方向沿左右方向设置的气室腔体，气室腔体上设有气体扩散孔，气室腔体左端设有两个准直器安装孔，两个准直器安装孔的中心线均平行于气室腔体沿左右方向的中心线，一个准直器安装孔内设有入射准直器，另一个准直器安装孔内设有出射准直器，气室腔体右端内壁设有反射镜片。本发明光学噪声低的原因：单光纤气室，之所以会引入较大的光学噪声，原因是必须使用环形器或者分束器，环形器和分束器不能完全隔绝发出的激光，部分光通过光纤导入到激光器，继而导致激光器不能锁定激光器波长。而本发明气室腔体使用两个准直器，分别用于激光发射与激光接收，无激光返回激光器，能有效减小光学噪声。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种低噪声光纤气室及其调试方法。

背景技术

可调谐激光吸收光谱气体检测中，气体吸收池非常重要，一般设置一个光学气体吸收池，引入一路激光信号，激光经过光学气体吸收池单次吸收或多次反射吸收后射向光电二极管，转换为电信号。但在一些有防爆要求、腐蚀性气体环境、高温环境中，无法设置光电检测器，需要使用光纤传感气室。这种吸收气室一般设置一根光纤，导入激光至吸收气室，经过单次或者多次反射后最终又返回至光纤中，以光信号返回至检测主机再转换为电信号，利用激光在光纤中传输过程不受高温影响、不受电磁干扰、不引入电信号的特点，应用到特殊场合。

现有的气体吸收池通常是采用单光纤结构光学气体吸收池，激光由检测主机调制后发出，可经过气体吸收后直接聚焦至光纤芯经内，通过光纤传输后，在设备主机端使用光电转换器将光信号转换为电信号，在光学气体吸收池中完成光谱吸收过程，使用同一根光纤传输两个方向的激光，在串接在光路中的环形器或者分束器等光学器件中会引起光学干涉。光学干涉会在光电信号检测时，在检测原始数据上叠加有干涉条纹，这些干涉条纹对检测原始数据是无用的噪声，会降低检测系统的检测能力。另外，由于光纤的芯经一般只有0.1um左右，在光学气体吸收池中，需要将激光光束最终光纤通过准直器汇聚到光纤芯经中，系统容错性能非常小，调整难度非常大。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种体积小、便于光路调试、光学噪声低的低噪声光纤气室及其调试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种低噪声光纤气室，包括长度方向沿左右方向设置的气室腔体，气室腔体上设有气体扩散孔，气室腔体左端设有两个准直器安装孔，两个准直器安装孔的中心线均平行于气室腔体沿左右方向的中心线，一个准直器安装孔内设有入射准直器，另一个准直器安装孔内设有出射准直器，气室腔体右端内壁设有反射镜片。

入射准直器通过入射光纤与激光发射器连接，出射准直器通过出射光纤与检测主机连接。

一种低噪声光纤气室的调试方法，包括以下步骤：

（1）使用小型调整架将入射准直器与反射镜片左右相对设置固定好，通过激光发射器将可见光导入入射光纤，使入射光通过入射准直器发出入射光射到反射镜片；

（2）将入射准直器安装到气室腔体的一个准直器安装孔内，使用固化胶液将入射准直器与气室腔体固化到一起；将出射准直器安装到气室腔体的另一个准直器安装孔内

（3）调整反射镜片，调整反射光方向射向出射准直器中心；使用光功率计或者光电二极管连接出射光纤，调整过程中使光功率计或者光电二极管信号达到最强；

（4）出射光纤连接红光发射器，通过出射准直器使得红光射向反射镜片，并调整出射光线方向，使得出射准直器发出的红光能够通过反射镜片射向入射准直器；使用光功率计或者光电二极管连接入射光纤，调整过程中使光功率计或者光电二极管信号达到最强；

（5）重复步骤（3）和步骤（4），使得出射光强度达到极大值；

（6）使用固化胶液，将出射准直器与气室腔体固化到一起；

（7）使用固化胶液，将反射镜片与气室腔体固化到一起；

（8）等待胶液固化完成，即完成双光纤低干涉噪声气室调整。