[发明专利]一种激光调制驱动装置及去除背景噪声的方法

说明书

本发明实施例公开了一种激光调制驱动装置及去除背景噪声的方法。装置包括主控器、直流信号发生器、调制信号发生器、具有独立使能端的信号叠加模块、电压电流转换器及激光器。主控器控制直流信号发生器输出的直流驱动信号的频率及扫描范围以及调制信号发生器输出调制信号的频率，信号叠加模块叠加直流驱动信号和调制信号产生参考光电压驱动信号与检测光电压驱动信号；检测光电压驱动信号驱动激光器输出的波长处于待测气体的吸收区，用于检测待测气体的浓度；参考光电压驱动信号驱动激光器输出的波长处于待测气体的非吸收区，用于对比去除背景噪声。本申请在不增加气体检测系统复杂度的前提下，有效抑制背景噪声的干扰，提高气体浓度测量的精度。

技术领域

本发明实施例涉及激光器制造技术领域，特别是涉及一种激光调制驱动装置及去除背景噪声的方法。

背景技术

半导体激光器为利用半导体材料作为工作物质的激光器，具有小巧、高效、寿命长、易于集成等优势。随着半导体激光技术的快速发展，TDLAS(Tunable Diode LaserAbsorption Spectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)技术作为气体检测的新兴手段被广泛应用。

基于TDLAS技术制备的激光气体分析仪，利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量，通过分析激光被气体的选择性吸收来检测气体的浓度，具有高分辨率，高选择性，高灵敏度和响应时间快等优点。

在采用TDLAS技术对气体浓度进行检测的过程中，温度的变化、压强的波动以及待测气体之外其他气体的干扰等都会对检测系统造成影响，从而降低检测结果的精确度。为了提高待测气体的浓度的精度，可通过有效地抑制背景噪声对激光强度的影响。

目前，现有技术一般通过增加另外一路激光作为参考光，通过将参考激光和检测激光通过待测气体后接收到的信号进行差分运算，得出测量结果。

尽管可以抑制背景噪声，但是需要在系统中另外增加一条激光光路，增加了气体浓度检测的成本，一定程度上提高了气体浓度检测设备的复杂性，降低了设备的可靠性。

鉴于此，如何在不增加气体检测系统复杂度的前提下，有效抑制背景噪声对激光强度的影响，从而提高气体浓度的测量精度，提高气体检测系统的可靠性，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种激光调制驱动装置及去除背景噪声的方法，气体检测系统结构简单，复杂度低，可有效抑制背景噪声对激光强度的影响，从而提高气体浓度的测量精度，提高气体检测系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种激光调制驱动装置，应用于激光气体分析仪，包括：

主控器、直流信号发生器、调制信号发生器、具有独立使能端的信号叠加模块、电压电流转换器及激光器；

所述信号叠加模块分别与所述直流信号发生器和所述调制信号发生器相连，用于根据所述直流信号发生器输出的直流驱动信号和所述调制信号发生器输出调制信号叠加产生激光电压驱动信号，所述激光电压驱动信号的类型包括参考光电压驱动信号与检测光电压驱动信号；

所述主控器分别与所述直流信号发生器和所述调制信号发生器相连，用于确定所述直流驱动信号的频率及扫描范围以及所述调制信号的频率，以产生所述参考光电压驱动信号与所述检测光电压驱动信号；所述检测光电压驱动信号驱动所述激光器输出的激光波长处于所述待测气体的吸收区，用于检测所述待测气体的浓度；所述参考光电压驱动信号驱动所述激光器输出的激光波长处于待测气体的非吸收区，用于对比去除背景噪声；

所述电压电流转换器分别与所述信号叠加模块和所述激光器相连，用于将所述激光电压驱动信号转化为相应的激光电流驱动信号，以使所述激光器在激光电流驱动信号的驱动下出射激光。