[发明专利]气体检测设备

权利要求书

1. 一种气体检测设备（200），包括至少一个激光传感器单元（100）、驱动电路（110）和分析电路（120），

- 激光传感器单元包括至少一个有源腔（10）、电极（40）、至少一个光学反馈结构（30）、检测体积和至少一个检测器（20），有源腔（10）包括夹在第一反射结构（4）与第二反射结构（2）之间的有源层（3），第一反射结构（4）具有比第二反射结构（2）更高的反射率，电极（40）适于将电流注入有源层（3），检测器（20）耦合到有源腔（10），检测体积设置在第二反射结构（2）与光学反馈结构（30）之间，并且检测体积适于包含要检测的气体（50），

- 驱动电路（110）电耦合到电极（40）并且驱动电路（110）适于电泵浦有源腔（10），使得第一光经由第二反射结构（2）发射到检测体积内并且第一光的至少一部分适于由要检测的气体（50）的吸收带吸收，

- 光学反馈结构（30）被设置成散射或反射通过检测体积的第一光（7），使得它重新进入有源腔（10），

- 重新进入有源腔（10）的散射或反射的第一光（8）为第二光，该第二光根据在检测体积中要检测的气体（50）对第一光（7，8）的吸收而造成有源腔（10）中的激光功率的变化，

- 检测器（20）适于产生与有源腔（10）中的激光功率有关的测量数据，

- 检测器（20）耦合到分析电路（120）并且分析电路（120）适于基于从检测器（20）接收的测量数据确定要检测的气体（50）的存在性和/或浓度。

2. 依照权利要求1的气体检测设备（200），其中第一光（7，8）由小于要检测的气体（50）的吸收带的线宽的光谱宽度表征。

3. 依照权利要求1或2的气体检测设备（200），驱动电路（110）进一步适于周期性地调谐第一光（7，8）的波长，其中第一光（7，8）的波长的调谐范围至少包括要检测的气体（50）的吸收带的带宽。

4. 依照权利要求1或2的气体检测设备（200），其中光学反馈设备（30）是第三反射结构，有源腔（10）和该第三反射结构构成垂直扩展腔表面发射激光器（VECSEL），并且检测体积为扩展腔的至少一部分。

5. 依照权利要求3的气体检测设备（200），有源腔（10）构成垂直腔表面发射激光器（VCSEL），并且所述光学反馈设备（30）是漫射散射表面。

6. 依照权利要求5的气体检测设备（200），还包括设置在第二反射结构（2）与所述漫射散射表面之间的光学设备，并且该光学设备被设置成将第一光聚焦到所述漫射散射表面上。

7. 依照权利要求5的气体检测设备（200），包括至少两个激光传感器单元（100），第一和第二激光传感器单元（100），第一激光传感器单元（100）包括第一垂直腔表面发射激光器（VCSEL），其中第一垂直腔表面发射激光器发射的第一光（7，8）的波长的调谐范围至少包括要检测的第一气体（50）的吸收带的带宽，并且第二激光传感器单元（100）包括第二垂直腔表面发射激光器（VCSEL），其中第二垂直腔表面发射激光器发射的第一光（7，8）的波长的调谐范围至少包括要检测的第二气体（50）的吸收带的带宽。

8. 一种控制系统，包括依照权利要求1、2、5或7的气体检测设备（200），该控制系统还包括控制装置（300），并且该控制装置根据要检测的气体的浓度而被激活。

9. 一种车辆（500），包括依照权利要求8的控制系统以及内燃机（400），该控制系统适于控制该内燃机（400）。