[发明专利]探测顺磁分子气体的方法和系统

权利要求书

1.一种探测顺磁分子气体的方法，包括：

通过缠绕在气体池外的磁线圈将第一频率的交变磁场施加于气体池中的待测气体，所述待测气体包括NO、NO₂或O₂或它们的同位素气体；

对第一激光束进行波长调制以产生具有第二频率的波长调制的第一激光束，其中第二频率高于第一频率；

将波长调制的第一激光束转换成偏振光，将该偏振光入射到气体池，并且将从气体池输出的激光束转换成强度调制的激光束；

利用所述波长调制的激光束利用参考气体池对所述第一激光束进行波长校准或锁定；

通过光电转换将该强度调制的激光束转换为电信号；以及

解调该电信号，以获得待测气体的光谱信息，

其中所述方法还包括：

对多个第二激光束的每一个进行波长调制以产生多个波长调制的第二激光束，所述多个波长调制的第二激光束具有各自不同的第三频率，所述各自不同的第三频率高于第一频率并且不同于所述第二频率；

合并所述波长调制的第一激光束和所述多个波长调制的第二激光束，然后将合并后的激光束转换成线偏振光并且入射到气体池；以及

解调所述多个波长调制的第二激光束通过气体池以及检偏器之后通过光电转换输出的电信号。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述解调步骤包括利用第二频率的各次谐波频率作为参考频率进行下变频转换，以及利用第一频率的各次谐波频率作为参考频率进行锁相放大。

3.一种探测顺磁分子气体的系统，包括：

气体池，其内部充有利用第一频率的交变磁场调制的待测气体，所述交变磁场是通过缠绕在气体池外的磁线圈施加于气体池的，所述待测气体包括NO、NO₂或O₂或它们的同位素气体；

第一激光器，其产生具有第二频率的波长调制的第一激光束，其中第二频率高于第一频率；

起偏器，其将波长调制的第一激光束转换成线偏振光，并将该偏振光入射到气体池；

检偏器，其将从气体池输出的偏振调制的激光束转换成强度调制的激光束；

频率锁定器，其利用所述波长调制的激光束利用参考气体池对所述第一激光束进行波长校准或锁定；

光电探测器，其通过光电转换将该强度调制的激光束转换为电信号；

第一信号解调器，其解调电信号以获得第一待测气体的光谱信息，

其中所述系统还包括：

多个第二激光束，所述多个第二激光束的每一个被波长调制以产生多个波长调制的第二激光束，所述多个波长调制的第二激光束具有各自不同的第三频率，所述各自不同的第三频率高于第一频率并且不同于所述第二频率；

光束合并器，其合并所述波长调制的第一激光束和所述多个波长调制的第二激光束，然后将合并后的激光束输出到起偏器；以及

多个第二信号解调器，其解调所述多个波长调制的第二激光束通过气体池之后通过光电转换输出的电信号。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述第一信号解调器利用第二频率的各次谐波频率作为参考频率进行下变频转换，以及利用第一频率的各次谐波频率作为参考频率进行锁相放大。