[发明专利]基于稳频激光的气体浓度检测系统

权利要求书

1.一种基于稳频激光的气体浓度检测系统，其特征在于，所述系统包括测量激光发射装置、基准激光发射装置组、第一分光装置、光学合束装置和频率锁定装置组；其中，

所述测量激光发射装置发射的测量激光经过所述第一分光装置分光得到第一激光和第二激光，所述第二激光和所述基准激光发射装置组发出的基准激光经过所述光学合束装置后形成合束激光，所述合束激光射入所述频率锁定装置组；

所述第一激光用于进行气体浓度检测；

所述频率锁定装置组，用于确定所述合束激光的频率差，并利用参考频率差和所述频率差，获得频率锁定信号，所述频率锁定信号用于所述频率锁定装置组装置对所述测量激光进行频率锁定，以使所述第一激光的频率稳定。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基准激光发射装置组包括基准激光发射装置、第二分光装置、参考反馈装置和比例积分锁定装置；其中，

所述基准激光发射装置发射的初始基准激光经过所述第二分光装置得到所述基准激光和调节基准激光，所述调节基准激光射入所述参考反馈装置；

所述参考反馈装置，用于根据所述调节基准激光，获得误差信号；

所述比例积分锁定装置，用于基于所述误差信号，获得反馈信号，所述反馈信号用于所述比例积分锁定装置对所述初始基准激光进行频率锁定，以使所述基准激光的频率稳定。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述参考反馈装置包括偏振分束部件、参考腔部件和光电探测部件；

所述调节基准激光经过所述偏振分束部件射入所述参考腔部件形成反射激光；所述反射激光经过所述偏振分束部件射入所述光电探测部件；

所述光电探测部件，用于根据所述反射激光，获得所述误差信号。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频率锁定装置组包括第一光电探测装置和拍频锁定装置；

所述合束激光射入所述第一光电探测装置；

所述第一光电探测装置，用于根据所述合束激光，获得所述频率差；

所述拍频锁定装置，用于根据所述频率差和所述参考频率差，获得频率锁定信号。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括精密频率源装置；

所述精密频率源装置与所述拍频锁定装置连接；

所述精密频率源装置，用于基于接收到的输入操作，获得所述参考频率差，并将所述参考频率差发送至所述拍频锁定装置。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：光开关装置、气体浓度检测装置组、第二光电探测装置和光开关触发装置；

所述气体浓度检测装置组用于放置待测量气体；

所述第一激光经过所述光开关装置射入所述气体浓度检测装置组得到透射激光，所述透射激光射入所述第二光电探测装置；

所述第二光电探测装置，用于基于所述透射光，获得测试电信号，并根据所述测试电信号，获得触发信号；

所述光开关触发装置，用于根据所述触发信号，对所述光开关装置进行控制。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，

第二光电探测装置，用于在所述测试电信号超过预设阈值时，获得用于关断所述光开关装置的触发信号，或，在所述测试电信号未超过预设阈值时，获得用于导通所述光开关装置的触发信号。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述气体浓度检测装置组包括透镜匹配装置和光学谐振气室；

所述光学谐振气室用于放置所述待测量气体；

所述第一激光依次经过所述光开关装置和所述透镜匹配装置，射入所述光学谐振气室，获得所述透射激光。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述气体浓度检测装置组还包括压电装置和信号发生装置；

所述信号发生装置，用于基于预设驱动信号，控制所述压电装置周期性伸缩，以对所述光学谐振气室进行腔长调整。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测试电信号包括e指数电信号。