[发明专利]一种半导体激光器调制光谱多组份气体检测方法及装置

权利要求书

1.一种半导体激光器调制光谱多组份气体检测装置，包括有：配有热电制冷器的半导体激光器、可调恒流源、温控器、扫描信号源、气体吸收池、平衡探测器、信号采集卡和计算机，所述半导体激光器输出的激光经分波片分成两路激光，其中一路直接被平衡探测器接收，其中的另一路入射气体吸收池，经气体吸收池中气体吸收后出射，也被平衡探测器接收，经平衡探测器输出的电信号，进而由信号采集卡和计算机进行分析和给出气体检测结果，半导体激光器同时接有温控器和可调恒流源，其特征在于：所述气体检测装置为温度参与半导体激光器输出激光频率调谐控制的半导体激光器调制光谱多组份气体检测装置，采用温度变化和恒流信号共同控制调制半导体激光器，所述的扫描信号源同时与温控器和数据采集卡相连，扫描信号源一路输出的信号送给温控器，扫描信号源产生的另一路同步信号控制信号采集卡对平衡探测器的信息采集，通过信号采集卡输出的光谱信息，送入计算机中进行处理分析，完成气体检测；采用温度调制驱动半导体激光器的输出波长范围可达4nm；温控器与可调恒流源共同控制半导体激光器；分波片将光束分成两束，其中一路经过气体吸收池，经气体吸收池中的气体吸收后出射。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器调制光谱多组份气体检测装置，其特征在于：所述半导体激光器输出的激光波长是连续变化的波长，激光波长连续变化是通过温控器控制半导体激光器的工作温度连续变化而形成的。

3.一种半导体激光器调制光谱多组份气体检测方法，其特征在于：采用温度变化和恒流信号共同控制调制半导体激光器，其实现包括：

(1)可调恒流源产生恒定电流注入半导体激光器，该恒定电流大于半导体激光器的阈值电流，使半导体激光器输出波长恒定的激光；

(2)温控器在扫描信号源扫描信号控制下产生连续变化的温度，控制半导体激光器，输出波长连续变化的激光；

(3)半导体激光器输出的激光经分波片分成两路激光，其中一路直接进入平衡探测器，另一路经过气体吸收池后也进入平衡探测器，平衡探测器对接收的两路光信号进行光电转换和消除共模噪声，平衡探测器输出为两路输入信号的比值；

(4)利用同一扫描信号源向数据采集卡发送同步信号，控制数据采集卡开始采集平衡探测器的输出信号；

(5)在同步信号控制下经数据采集卡将从平衡探测器接收到的信号送入到计算机中进行与标定信号对比、分析、处理，得到被测气体的种类及浓度数据，完成气体检测。

4.根据权利要求3所述的半导体激光器调制光谱多组份气体检测方法，其特征在于：用于驱动温控器的扫描信号或是斜坡信号，或是三角波信号，或者是梯形信号。