[发明专利]一种基于多层结构的长光程气体吸收池

说明书

本发明涉及激光光谱气体传感器技术领域，特别涉及一种基于多层结构的长光程气体吸收池，气体吸收池的气室为矩形体结构，其顶部设置气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；气室的右下角处并列设有激光器尾纤接口和光电探测器，所述气室的左上角处设有光学爬坡器，在气室的上下侧壁处安装有两层四组多点反射光路模块。本发明的有益效果是：本发明将两层气室叠加，设计出多层结构，能够有效地减小检测系统整机体积。通过反射光路的多次光束反射，在吸收池内增加了总的探测光程，有利于提高探测信噪比以及测量精度；由于多次反射光路减小了吸收池的体积，从而减少了测量的响应时间。

技术领域

本发明涉及激光光谱气体传感器技术领域，特别涉及一种基于多层结构的长光程气体吸收池。

背景技术

目前，利用可调谐吸收光谱技术检测气体的技术在全世界飞速发展，整个检测系统的核心装置是气体吸收池，目前气体吸收池主要采用White池和Herriott池，它们的特点是测量气室通常采用多个镜面或反射镜，将光路在气室里多次反射增加光程长度。根据比尔朗伯定律得知，更长的光程意味着更高的检测精度。所以，现如今提升气体吸收光程是提高检测精度值得研究的方向之一。

White型气体吸收池需要三片反射镜，结构复杂，装调难度大，稳定性较差。而Herriott池虽然只需要两片反射镜，但若是需要更大的光程，就需要增加两片反射镜的距离以及加大反射镜面，这与我们的减小体积增大光程的初衷相违背。并且，现有技术都是在二维结构层面寻找解决方法，使反射光路只在一个平面内反射。

为此，本申请设计了一种基于多层结构的长光程气体吸收池，以解决上述问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术中的不足，提供了一种基于多层结构的长光程气体吸收池。采用双层结构的设计，让光路在三维结构上的两个平面内进行反射。这就能够极大的减小二维层面的大小，有效的在有限的气室体积下，延长气体测量光程，从而达到增加测量精度的目的。

一种基于多层结构的长光程气体吸收池，包括气室，其特征在于：

所述气室为矩形体结构，其顶部设置气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；

所述气室的右下角处并列设有激光器尾纤接口和光电探测器，所述气室的左上角处设有光学爬坡器，在气室的上下侧壁处安装有两层四组多点反射光路模块。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述气室的右下角处的激光器尾纤接口位于光电探测器的正上方。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述多点反射光路模块由10个反射镜呈45°首尾相接组成。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述气室盖板的通气孔上设有烧结过滤网，气室和气室盖板的壳体材料为金属。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜为平面反射镜或将镜面底板光学抛光、镀反射膜而形成的反射镜面或由45°反射棱镜的反射面组成的反射镜面。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述激光器尾纤接口处由前端DFB激光器经过调谐之后通过激光器尾纤接口接入到气室中；所述光电探测器的位于气室中的内部端设置有透镜。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述光学爬坡器为矩形壳体，其内部空间作为光学爬坡器气室，通过通孔连通气室，通孔的两侧分别设有第一光纤准直器和第二光纤准直器，第一光纤准直器对应设置在光学爬坡器气室中的第一反光镜，第二光纤准直器对应设置在光学爬坡器气室中的第二反光镜。

本发明的有益效果是：