[发明专利]一种内腔增强型光声光谱式痕量气体传感器装置

摘要

本发明实施例涉及激光检测技术领域，尤其涉及一种内腔增强光声光谱式痕量气体传感器装置，所述装置包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器、斩波器、激光准直聚焦系统、前腔镜、可调谐滤波器、激光增益介质、石英音叉、后腔镜；所述石英音叉产生的压电信号经阻抗放大器放大后传输至控制与数据采集系统，所述控制与数据采集系统用于检测石英音叉的共振频率，并且实时控制所述斩波器，使之调制的频率f始终为石英音叉的共振频率f0；计算机连接所述控制与数据采集系统，通过上位机软件Labview进行实时控制。本装置能够快速检测出大气环境中存在多种痕量气体。

主权项

一种内腔增强光声光谱式痕量气体传感器装置，其特征在于，所述装置包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器(1)、斩波器(2)、激光准直聚焦系统(3)、前腔镜(4)、可调谐滤波器(5)、激光增益介质(6)、石英音叉(7)、后腔镜(8)；所述半导体激光器(1)用于输出波长为940nm的种子光；所述斩波器(2)用以实现对输出激光的强度调制；所述激光准直聚焦系统(3)中包含两个非球面透镜，其焦距分别为20‑40mm、30‑60mm；所述前腔镜(4)为镀940nm高透、2.0～2.5μm高反介质膜的平凹镜，所述平凹镜的曲率为100～500mm；所述可调谐滤波器(5)为窄线宽滤波器，用于选取特定波长激光；所述激光增益介质(6)为掺钬激光晶体，其掺杂浓度为1％；所述石英音叉(7)置于激光器谐振腔内振荡激光的束腰处；所述后腔镜(8)激光输出透过率不大于5％；所述前腔镜(4)与后腔镜(8)构成的激光器谐振腔的腔长为100mm，腔内振荡激光的光束直径小于300μm；所述石英音叉(7)产生的压电信号经阻抗放大器(9)放大后传输至控制与数据采集系统(10)，所述控制与数据采集系统(10)用于检测石英音叉的共振频率，并且实时控制所述斩波器(2)，使之调制的频率f始终为石英音叉的共振频率f0；计算机(11)连接所述控制与数据采集系统(10)，通过上位机软件Labview进行实时控制。