带有参考腔补偿的双波长组合光纤激光器气体检测系统

摘要

本发明提供了一种带有参考腔补偿的双波长组合光纤激光器气体检测系统,所述系统包括由依次连接的激光二极管泵浦源、第一波分复用器、有源光纤和第一布拉格光纤光栅和第二布拉格光纤光栅构成的分别发射第一波长和第二波长激光光束的光纤激光器，光隔离器、将光束进行功率分束的耦合器，分束后的光束分别通入到参考气室和检测气室，连接参考气室的第二波分复用器以及连接检测气室的第三波分复用器；第一和第二光电检测器，连接至所述第二波分复用器；第三和第四光电检测器，连接至所述第三波分复用器，生成第一至第四光强度信号；反馈控制单元，接收第一至第四光强度信号，并将比较结果作为反馈信号调节光纤激光器。

主权项

一种带有参考腔补偿的双波长组合光纤激光器气体检测系统,所述系统包括由依次连接的激光二极管泵浦源、第一波分复用器、有源光纤和第一布拉格光纤光栅和第二布拉格光纤光栅构成的分别发射第一波长和第二波长激光光束的光纤激光器，所述第一波长不同于所述第二波长，所述第一波长与待测气体的特征吸收谱线相同；与所述第一波分复用器耦合连接的光隔离器，所述光隔离器用于避免逆向光在所述有源光纤中的传输；与所述光隔离器连接的耦合器，所述耦合器为宽带耦合器，其带宽应覆盖从第一光束的第一波长到第二光束的第二波长，用于将经所述第一波分复用器合成后的激光按照一定的功率比例分配后分成两路输出；参考气室，通入与待测气体成分一致且浓度已知的参考气体，并接收来自所述耦合器分配的第一路输出光束并使其通过参考气体；检测气室，通入待测气体，并接收来自所述耦合器分配的第二路输出光束并使其通过待测气体；连接所述参考气室的第二波分复用器，用于将经过所述参考气室的光束按照所述第一波长和第二波长进行分束；连接所述检测气室的第三波分复用器，用于将经过所述检测气室的光束按照所述第一波长和第二波长进行分束；第一光电检测器，连接至所述第二波分复用器，接收经过分束的第一波长的光束，生成第一光强度信号；第二光电检测器，连接至所述第二波分复用器，接收经过分束的第二波长的光束，生成第二光强度信号；第三光电检测器，连接至所述第三波分复用器，接收经过分束的第一波长的光束，生成第三光强度信号；第四光电检测器，连接至所述第三波分复用器，接收经过分束的第二波长的光束，生成第四光强度信号；所述第一光强度信号和第三光强度信号作为与所检测气体特征吸收谱线重合的信号以反映待测气体的浓度，所述第二光强度信号和第四光强度信号作为未被待测气体吸收的参考信号以反映参考气室和检测气室的测量环境差异；反馈控制单元，接收所述第一光强度信号、第二光强度信号、第三光强度信号和第四光强度信号并进行比较，并将比较结果转换为反馈信号调节所述泵浦源和第一布拉格光纤光栅。