[发明专利]基于环形腔内倍频及空芯光纤的拉曼光谱液体探测方法

摘要

本发明提供了基于线形腔内倍频及空芯光纤的拉曼光谱液体探测方法，该方法使用波长为915纳米或976纳米的连续激光器作为光源且采用环形激光谐振腔，进一步通过有源光纤和三硼酸锂倍频晶体获取窄线宽的532纳米激光并激发待测液体产生拉曼散射光，同时本发明液体探测方法具有纵模少、相干性好、结构紧凑、倍频效率高以及可靠性高等优点。

主权项

1.基于环形腔内倍频及空芯光纤的拉曼光谱液体探测方法，该方法包括如下步骤：(a)使用波长为915纳米或976纳米的连续激光器作为光源，通过波分复用器将所述连续激光器发出的激光耦合进入环形谐振腔，其中所述环形谐振腔包括首尾依次相连的所述波分复用器、有源光纤、光纤环形器、光纤布拉格光栅、三硼酸锂倍频晶体、聚光透镜、空芯光纤和收集光路透镜；(b)所述连续激光器发出的激光经过所述有源光纤放大后并在所述环形谐振腔内振荡产生为1微米波长激光；(c)所述1微米波长激光再经过所述三硼酸锂倍频晶体产生倍频并输出532纳米窄线宽激光，进一步通过所述聚光透镜将所述532纳米窄线宽激光聚焦至内部装有待测液体的所述空芯光纤；(d)所述532纳米窄线宽激光激发所述待测液体并产生拉曼散射光，再经所述收集光路透镜将所述拉曼散射光聚焦至耦合器并进一步返回至光谱仪；(e)所述光谱仪经分析获得所述待测液体的拉曼光谱，从而实现对所述待测液体的成分分析；其中，拉曼光谱的强度与所述空芯光纤的长度之间的变化以下遵循方程：激发光和所述拉曼散射光在所述空芯光纤内的液体中呈e指数衰减，且具有相同的损耗系数，其中PR为拉曼散射光强度，PL为激发光强度，α为所述空芯光纤内液体的损耗系数，χ为所述空芯光纤的长度，K为所述空芯光纤内液体的散射截面和光纤数值孔径相关的常数。