[发明专利]基于稳频激光的气体浓度检测系统

说明书

本发明公开一种基于稳频激光的气体浓度检测系统，系统包括：测量激光发射装置发射的测量激光经过第一分光装置分光得到第一激光和第二激光，第二激光和基准激光发射装置组发出的基准激光经过光学合束装置后形成合束激光，合束激光射入频率锁定装置组；第一激光用于进行气体浓度检测；频率锁定装置组，用于确定合束激光的频率差，并利用参考频率差和频率差，获得频率锁定信号，频率锁定信号用于频率锁定装置组对测量激光进行频率锁定，以使第一激光的频率稳定。利用本发明的系统，进行气体浓度检测时，获得的气体浓度检测结果准确率较高。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，特别涉及一种基于稳频激光的气体浓度检测系统。

背景技术

气体分析系统主要用于测量待测气体的含量，通过对特定气体的测量，可以服务于科学研究和生产生活。例如，通过测量某些大气成分和污染物，可以用于研究大气环境和获取环保信息；监测某些危险成分，可以保障特定空间区域的环境安全；通过测量分析生物样品，可用于生物研究和医学诊断；监测企业生产过程中的环境成分，有助于提高企业生产效率和维护企业生产安全。在众多的气体分析方法中，光学分析方法由于测量范围宽，精度高，响应快，非接触测量，操作灵活方便，稳定性好，抗干扰能力强，持续在线分析等优点，成为最具前景的分析方法。

相关技术中，光腔衰荡光谱由于其高灵敏度、低漂移而得到广泛的应用，光腔衰荡光谱测量系统包括激光发射装置和光学谐振腔，激光发射装置发射特定频率的激光，该激光射入光学谐振腔，然后根据光学谐振腔中气体对该激光的吸收系数，获得光学谐振腔中气体的浓度检测结果。

但是，采用现有的手段进行气体浓度检测时，由于探测激光频率稳定性不够，导致获得的气体浓度检测结果准确率较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于稳频激光的气体浓度检测系统，旨在解决现有技术中利用现有的手段进行气体浓度检测时，由于探测激光频率稳定性不够，导致获得的气体浓度检测结果准确率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于稳频激光的气体浓度检测系统，所述系统包括测量激光发射装置、基准激光发射装置组、第一分光装置、光学合束装置和频率锁定装置组；其中，

所述测量激光发射装置发射的测量激光经过所述第一分光装置分光得到第一激光和第二激光，所述第二激光和所述基准激光发射装置组发出的基准激光经过所述光学合束装置后形成合束激光，所述合束激光射入所述频率锁定装置组；

所述第一激光用于进行气体浓度检测；

所述频率锁定装置组，用于确定所述合束激光的频率差，并利用参考频率差和所述频率差，获得频率锁定信号，所述频率锁定信号用于所述频率锁定装置组对所述测量激光进行频率锁定，以使所述第一激光的频率稳定。

可选的，所述基准激光发射装置组包括基准激光发射装置、第二分光装置、参考反馈装置和比例积分锁定装置；其中，

所述基准激光发射装置发射的初始基准激光经过所述第二分光装置得到所述基准激光和调节基准激光，所述调节基准激光射入所述参考反馈装置；

所述参考反馈装置，用于根据所述调节基准激光，获得误差信号；

所述比例积分锁定装置，用于基于所述误差信号，获得反馈信号，所述反馈信号用于所述比例积分锁定装置对所述初始基准激光进行频率锁定，以使所述基准激光的频率稳定。

可选的，所述参考反馈装置包括偏振分束部件、参考腔部件和光电探测部件；

所述调节基准激光经过所述偏振分束部件射入所述参考腔部件形成反射激光；所述反射激光经过所述偏振分束部件射入所述光电探测部件；

所述光电探测部件，用于根据所述反射激光，获得所述误差信号。

可选的，所述频率锁定装置组包括第一光电探测装置和拍频锁定装置；