[发明专利]一种用于氮氧化物浓度测定的光源装置

权利要求书

1.一种用于氮氧化物测定的光源装置，包括第一泵浦源模块（101）、激光振荡模块（102），第二泵浦源模块（103）、非线性光放大模块（104）、光学分束模块（106）、光梳控制模块（105）、光学差频模块（107）共七部分，其特征在于：

A)所述的第一泵浦源模块（101）为半导体激光器，用于为激光振荡模块（102）提供连续的泵浦能量；

B)所述的激光振荡模块（102）为光梳激光器，用于产生载波包络位相稳定的低能量激光脉冲，脉冲宽度为皮秒或者飞秒量级，激光振荡模块（102）包含一块压电陶瓷晶体，用于对激光器腔长的精细控制，实现激光器重复频率的锁定；

C)所述的非线性光放大模块（104）工作在非线性放大模式；所述的非线性放大模式的载体是大模场有源光纤，用于注入的连续泵浦能量将种子光能量放大，获得高功率的基频光，而且通过光纤本身的非线性效应将种子光的光谱展宽，实现光谱宽度的拓展；

D)所述的光梳控制模块（105）用于对第一泵浦源模块（101）输出功率的控制和激光振荡模块（102）腔长的控制，实现对激光脉冲重复频率的精确控制；

E)所述的光学分束模块（106）用于将不同光学频率成分分束；

F)所述的光学差频模块（107）包含有一组窄带滤波片、一个相位延迟晶体和一块光学差频晶体；其中，窄带滤波片用于筛选后续光学差频过程所需的光谱成分；相位延迟晶体用于调节透过窄带滤波片不同光谱成分的相位延迟，实现群速度匹配，即不同光谱成分在时间上的重合，达到高效率的差频转换；光学差频晶体用于光学差频转换，获得测量氮氧化物所需的激光光谱；

G)光梳控制模块（105）的输出端分别与第一泵浦源模块（101）和激光振荡模块（102）连接，第一泵浦源模块（101）其输出端与激光振荡模块（102）连接，所述的非线性光放大模块（104）的种子光输入端与激光振荡模块（102）的输出端连接，所述的非线性光放大模块（104）的泵浦输入端连接有第二泵浦源模块（103），以注入连续的泵浦能量；所述的光学分束模块（106）的输入端与非线性光放大模块（104）的输出端相连接；所述的光学分束模块（106）的一个输出端口连接有光梳控制模块（105），可将非线性光放大模块（104）输出的可见光波段和近红外光谱波段从该端口同时输出，获得零频误差信号Δf₀和重复频率误差信号Δf_r；所述的光梳控制模块（105）的一路输出信号，即零频误差信号Δf₀，连接第一泵浦源模块（101）的输入端；所述的光梳控制模块（105）的另一路输出信号，即重复频率的误差信号Δf_r，连接激光振荡模块（102）内的压电陶瓷晶体。

2.根据权利要求1所述的一种用于氮氧化物测定的光源装置，其特征在于：所述的第一泵浦源模块（101）为光纤耦合半导体激光器，输出波长976nm，输出功率大于200mW。

3.根据权利要求1所述的一种用于氮氧化物测定的光源装置，其特征在于：所述的激光振荡模块（102）以掺稀土元素的光纤为激光增益介质，输出波段为近红外波段，脉冲重复频率20-200MHz，脉冲宽度为飞秒至皮秒量级。