[发明专利]一种基于光纤放大器的差分吸收光谱气体检测装置

摘要

本发明公开了一种基于光纤放大器的差分吸收光谱气体检测装置，其包括宽带红外光源、步进电机、波长调制盘、长程气体吸收池、光功率放大模块、光电探测模块和控制器。波长调制盘对宽带红外光源发射的宽带红外光进行波长选取，使以不同波长为中心的窄带探测光束依次进入长程气体吸收池内，光束被由光纤耦合镜、波分复用器、光纤放大器、光纤准直镜构成的光功率放大模块功率放大后再次入射到气体吸收池内，该光束在吸收池内多次反射折转直到光束从气室中出射并到达光电探测模块。本发明将低功耗宽带红外光源与长光程气体吸收池有效结合，充分发挥宽带红外光源波段宽、结构简洁、价格低廉的优势，实现低成本的高灵敏度多组分气体检测装置。

主权项

1.一种基于光纤放大器的差分吸收光谱气体检测装置，其特征在于包括：窄带探测光束发射模块，用于发射待测气体组分特征吸收波长和参考波长的窄带探测光束到气体吸收池中，其中待测气体组分在该参考波长处无吸收特征；气体吸收池，其容纳待测气体且包括一组反射镜，窄带探测光束在气体吸收池内的反射路径依次经过反射镜上的多个光束入射点；至少一个光功率放大模块，包括光纤耦合镜、第一波分复用器、第二波分复用器、多个光纤放大器及光纤准直镜，其中光纤耦合镜穿设在反射镜上对应于一个光束入射点处，光纤耦合镜输入端为光功率放大模块输入端口，接收窄带探测光束，光纤耦合镜输出端连接至第一波分复用器输入端，第一波分复用器输出端分别连接至各光纤放大器输入端，所有光纤放大器输出端皆连接至第二波分复用器输入端，光纤准直镜穿设在反射镜上对应于反射路径中的后续光束入射点处，第二波分复用器输出端连接至光纤准直镜输入端，光纤准直镜输出端为光功率放大模块输出端口，光纤准直镜使经功率放大的窄带探测光束对准反射路径中的下一光束入射点射出，波分复用器的分光波长和光纤放大器的放大波长分别与窄带探测光束波长相对应；光电探测模块，用于探测从气体吸收池出射的窄带光束，生成相应电信号；控制器，用于对光电探测模块生成的电信号进行处理，得到气体吸收池内待测气体组分的浓度。