[发明专利]一种应用于低信噪比下的TDLAS直接吸收法的外差平衡探测系统及探测方法

摘要

本发明公开了一种应用于低信噪比下的TDLAS直接吸收法的外差平衡探测系统及探测方法，DFB激光器输出调制信号，由经过1×2单模光纤分束器分为探测光和参考光，探测光经过待测环境剧烈衰减。单模光纤时间延迟器使两束光产生相位差，探测光还经过了多模噪声扰模器消除多模噪声，在2×2多模光纤分束器中形成外差干涉。将外差干涉后信号1:1分束，接入平衡探测器，获得降低了探测器噪声的放大干涉信号。本发明将参考光和探测光在1×2单模光纤分束器中产生干涉，由2×2多模光纤分束器均分输出，使其两路输出信号直流量无论探测光是否波动都相同，接入平衡探测器能均衡抗噪，显著提高了实时性和抗噪能力。

主权项

1.一种应用于低信噪比下的TDLAS直接吸收法的外差平衡探测系统，其特征在于：包括DFB激光器(1)、1×2单模光纤分束器(2)、准直器(3)、待测空间(4)、多模噪声扰模器(5)、单模光纤时间延迟器(6)、2×2多模光纤分束器(7)、多模光纤时间延迟器(8)、多模光纤衰减器(9)、平衡探测器(10)和单模光纤衰减器(11)，两所述准直器(3)分别置于待测空间(4)的两侧，且一侧的准直器(3)形成发射端，另一侧的准直器(3)形成接收端；所述DFB激光器(1)的输出激光由光纤传输接入1×2单模光纤分束器(2)的输入端口，1×2单模光纤分束器(2)的两根输出尾纤一根接入所述发射端的准直器(3)，另一根接入单模光纤时间延迟器(6)，单模光纤时间延迟器(6)与单模光纤衰减器(11)的输入尾纤相连；发射端的准直器(3)将激光调制信号注入待测空间(4)中并由所述接收端的准直器(3)接受，接收端的准直器(3)经过多模光纤传输连入多模噪声扰模器(5)的输入端口；多模噪声扰模器(5)的输出尾纤以及单模光纤衰减器(11)的输出尾纤分别对应连接2×2多模光纤分束器(7)的两个输入端尾纤，2×2多模光纤分束器(7)的两个输出端尾纤分别对应连接多模光纤时间延迟器(8)的输入尾纤和多模光纤衰减器(9)的输入尾纤，多模光纤时间延迟器(8)的输出尾纤以及多模光学衰减器(9)的输出尾纤均插入平衡探测器(10)的两个输入端口内。