[发明专利]基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法在审

专利信息
申请号: 202210346175.2 申请日: 2022-03-31
公开(公告)号: CN115356086A 公开(公告)日: 2022-11-18
发明(设计)人: 陶蒙蒙;王亚民;吴昊龙;王晟;吴振杰;张振荣;叶景峰;冯国斌 申请(专利权)人: 西北核技术研究所
主分类号: G01M11/02 分类号: G01M11/02;G01N21/39
代理公司: 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 代理人: 徐秦中
地址: 710024 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 吸收光谱 波长 扫描 激光器 动态 测量方法
【权利要求书】:

1.一种基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

[1]根据激光器的光谱扫描范围,选择吸收介质;搭建吸收光路,吸收介质充入吸收池内,测量并记录吸收池内的压强P、温度T、吸收路径长度L以及吸收介质的摩尔分数X;

[2]激光光束传输通过吸收池,测量并记录吸收信号,得到不同波长wi处的吸收光谱数据a(wi),i为整数;

[3]根据步骤[1]得到的压强P、温度T、吸收路径长度L和吸收介质摩尔分数X,利用光谱数据库,计算得到不同激光线宽Δνj条件下的理论吸收光谱数据c(wi,Δνj),j≥5,且为整数;

[4]将测量得到的吸收光谱数据a(wi)与计算得到的理论吸收光谱c(wi,Δνj)进行光谱比对,并计算均方根残差σj

根据σj的分布特性进行最小二乘法拟合,σj最小处对应的线宽Δν0,即为该激光器的动态扫描线宽。

2.根据权利要求1所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

在时域上对激光器波长进行周期性扫描并测量吸收光谱,重复步骤[4]即可得到不同时间处激光器动态扫描线宽。

3.根据权利要求1所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

在频域上改变激光器的扫描光谱范围,重复步骤[1]~[4]即可得到不同波长扫描范围内激光器的动态扫描线宽。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

步骤[4]中,光谱比对采用直接比对法或一阶导数法。

5.根据权利要求4所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

步骤[4]中,所述的直接比对法是将实测光谱与理论模拟光谱直接相减;

均方根残差σj

6.根据权利要求4所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

步骤[4]中,所述的一阶导数法是先对实测光谱和理论模拟光谱求导,然后将求导结果进行相减;

均方根残差σj

其中,c'(wi,Δvj)为理论吸收光谱的一阶导数;a'(wi)为吸收光谱数据的一阶导数。

7.根据权利要求4所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

步骤[1]中,所述吸收池内的压强不超过1个大气压。

8.根据权利要求7所述的基于吸收光谱的波长扫描激光器的动态线宽的测量方法,其特征在于:

步骤[3]中,所述的光谱数据库为HITRAN2016数据库。

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