申请/专利权人：利康股份有限公司

申请日：2015-09-30

公开（公告）日：2020-07-24

公开（公告）号：CN107076667B

主分类号：G01N21/39(20060101)

分类号：G01N21/39(20060101);G01N33/00(20060101);G01N21/00(20060101)

优先权：["20140930 US 62/057,499"]

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2023.10.17#未缴年费专利权终止;2017.10.27#实质审查的生效;2017.08.18#公开

摘要：基于激光的光谱系统和方法，包括发射辐射光束的激光源、具有至少两个腔镜的光学谐振腔、以及沿光束路径放置在腔外并具有前表面的至少一个光束过滤元件，其中前表面定向为使得光束与该表面相交的角度，例如是布鲁斯特角或赝布鲁斯特角，其减小或消除由过滤元件导致的光束的主偏振组分的反射。

主权项：1.一种基于激光的光谱系统，所述系统包括：发射辐射光束的激光源；具有至少两块腔镜的谐振光学腔；以及沿光束路径放置在谐振光学腔外并具有前表面的至少一个光束阻挡元件，其中所述前表面定向为使得光束与所述前表面相交的赝布鲁斯特角或布鲁斯特角度减小或消除由光束阻挡元件导致的光束的主偏振组分的反射，其中赝布鲁斯特角定义为P偏振光束的反射最小，即光束穿透材料达到最大的角度，所述至少一个光束阻挡元件定位成接收从所述至少两块腔镜中的一块反射或出射的光。

全文数据：激光束阻挡元件及包括该元件的光谱系统背景技术[0001]本发明涉及光谱测量系统和设备，更具体地涉及具有光反射和散射减弱特性的测量光谱含量的装置。这种光谱含量测量可用于定性和定量地示踪气体检测。[0002]在光谱测量系统，例如光学光谱测量系统中，各个频率的离散光可能导致不理想的结果并且可能降低测量的精度。这些离散光，时常为被反射或被散射的激发光，或被反射或被散射的发射光的形式，对于光学光谱测量是有害的。因此，期望提供减少或消除光谱测量系统中的离散光的系统和方法。发明内容[0003]本发明涉及光谱测量系统、方法和设备，更具体地涉及具有光反射和散射减弱特性的测量光谱含量的系统和方法。实施例有助于实现减少出现在系统中被反射和被散射的入射光的量，并由此改进光谱含量测量，例如基于激光光谱的气体吸收测量。[0004]在某些实施例中，装置包括激光源、或其他发出定向照明（例如辐射光束的源、以及吸收发射光束的最低反射和散射辐射量的一个或多个元件。在一实施例中，该装置包括至少一个过滤元件，例如光吸收元件、或非吸收元件，该过滤元件相对于入射光成角度地放置。例如，过滤元件的一个表面布置为入射光束与该表面相交的角度能够减少该表面反射的光束。附加过滤元件可以按照以下配置顺次排布，其中来自一个元件的反射光以上述角度入射下一个元件。选择该角度以减小或最小化反射光束的强度。该角度的一个示例为布鲁斯特角。[0005]根据一实施例，提供了一种基于激光的光谱系统，通常包括发射辐射光束的激光源、具有至少两个腔镜的光学谐振腔、以及沿光束路径放置在腔外并具有前表面的至少一个光束过滤元件，其中前表面定向为使得光束与该表面相交的角度能够减小或消除由过滤元件导致的光束的主偏振组分的反射。腔外的光束路径可包括光学元件例如腔镜的反射光，并且可包括从腔镜逸出的光。[0006]在某些方面，激光源是二极管激光源。在某些方面，至少一个光束过滤元件包括吸收性玻璃材料，并且该角度为赝布鲁斯特角。在某些方面，该角度为布鲁斯特角。在某些方面，放置至少一个光束过滤元件，以接收从其中一个所述腔镜反射的光。在某些方面，放置至少一个光束过滤元件，以接收从其中一个所述腔镜射出的光。在某些方面，至少一个光束过滤元件包括中性密度滤光片。在某些方面，系统包括至少两个光束过滤元件，各自沿光束路径放置并具有前表面，其中每个所述前表面定向为使得光束与所述前表面相交的角度能够减小由所述表面导致的光束的主偏振组分的反射。在某些方面，系统包括第二光束过滤元件，其布置为与由至少一个光束过滤元件反射的光相互作用。[0007]根据另一实施例，提供了一种检测存在于气态或液态介质中的一个或多个被分析物种类的装置。该装置通常包括具有至少两块腔镜的光学谐振腔，其中一块腔镜为腔耦合镜;发出激光束的激光器;设置为通过腔耦合镜将激光束耦合至该腔的模态匹配光学器件；以及检测器，设置为测量通过该腔的光的腔内光学功率强度，并生成表示通过该腔的光的腔内光学功率的信号。该装置通常还包括放置在光学谐振腔外的第一光束阻挡元件，并布置为使得光束与第一光束阻挡元件前表面相交的角度能够减小或消除由第一光束阻挡元件导致的光束的主偏振组分的反射。腔外的光束路径可包括光学元件例如腔镜的反射光，并且可包括从腔镜逸出的光。[0008]在某些方面，激光器是二极管激光器。在某些方面，第一光束阻挡元件包括吸收性玻璃材料，并且该角度为赝布鲁斯特角。在某些方面，该角度为布鲁斯特角。在某些方面，放置第一光束过滤元件，以接收从其中一个所述至少两个腔镜反射的光。在某些方面，放置第一光束过滤元件，以接收从其中一个所述至少两个腔镜射出的光。在某些方面，第一光束阻挡元件包括中性密度滤光片。在某些方面，装置进一步包括第二光束阻挡元件，其布置为与由第一光束阻挡元件反射的光相互作用。[0009]根据另一实施例，提供了一种光学光谱装置，通常包括发射辐射光束的光源、以及沿光束路径放置在腔外并具有表面的至少一个光束过滤元件，其中表面定向为使得光束与该表面相交的角度能够减小或消除由至少一个光束过滤元件导致的光束的主偏振组分的反射。在某些方面，至少一个光束过滤元件包括吸收性玻璃材料，并且该角度为赝布鲁斯特角。在某些方面，光源是激光源。[0010]参照说明书的余下部分，包括附图和权利要求书，将会理解本发明的其他特征和优点。本发明的其他特征和优点，以及本发明各个实施例的结构和操作，将在下文参照所附附图进行详细描述。在附图中，相同序号指示相同或功能性相似的元件。附图说明[0011]图1示出了实施例的中性密度滤光片作为光束阻挡或过滤元件的示例。[0012]图2示出了另一实施例的具有两个光束阻挡元件的结构。[0013]图3示出了实施例的示范性腔增强光学光谱CEOS系统，其包括线性的、V形光学腔结构。[00M]图4示出了实施例的示范性腔增强光学光谱CEOS系统，其包括V形的环光学谐振腔结构。[0015]图5示出了实施例的示范性离轴积分腔输出光谱Off-AxisIC0S腔结构。[0016]图6显示了这些实施例的两个过滤元件阻挡偏振和非偏振入射光的性能。具体实施方式[0017]本发明一般涉及示踪气体检测，更具体地涉及具有光反射和散射减弱特性的检测示踪气体的系统和方法。[0018]图1示出了实施例的光束阻挡或过滤元件1的示例。术语“光束阻挡元件”、“光束过滤元件”、“过滤元件”等等可在本文中交叉使用。在某些实施例中，光束阻挡元件包括中性密度滤光片。如图所示，P-偏振激光束7P偏振表现为与图1的纸面平行，而S偏振表现为与图1的纸面垂直或从纸面穿出）以角度Φ入射在过滤元件1的前表面2上，在此角度下反射光束8强度最低。对于非吸收性材料，所需角度Φ为布鲁斯特角，以此作为入射角的特定偏振光完美穿过透明的介电材料表面，不发生反射。[0019]然而，对于吸收性材料，可使用赝布鲁斯特角。赝布鲁斯特角定义为P偏振光束的反射最小，即光束穿透材料达到最大的角度。当介质具有光损耗，折射率η变得复杂:η=η’+ik，其中k=aAA4JT，a为吸收系数，λ为波长。Schott公司生产的离子有色玻璃KG5[http:www.schott.comadvanced_opticsenglishdownloadschott-shortpass-kg5-dec-2014-en.pdf]是用于制造NIR吸收ND滤光片的吸收介质示例（例如Thorlabs公司的PNNENIR560B。1«5玻璃在NIR光谱范围的k值大约为O.OOUMcGRAW-HILL公司的光学手册第二版[http:photonics.intec.ugent.beeducationIVPVres_handbookvlch05·pdf]第5章的图2显示了介质的反射如何取决于折射率的实部和虚部。也可使用减少反射的其他角度。如果部分偏振光或非偏振光照射在前表面2上，可成角度地放置吸收性元件，以将总反射或P偏振组分的反射降至最低。在后一种情况下，反射光8将具有主偏振S偏振组分。另一第二吸收性元件可用于完全或部分地吸收由第一元件反射的反射光8,例如将入射到第二元件上的反射光8中的S偏振组分的反射降至最低。[0020]可对吸收性元件的前表面2进行光学抛光，以将散射光最小化。还可对吸收性元件的第二表面3进行光学抛光和或在其上可包括反射涂层例如金涂层或介电涂层）。反射涂层可进一步完全阻挡光透过，并将一些通过吸收性元件的光反射回来，如图1所示的光束9。[0021]图2显示了具有两个光束阻挡元件的结构，例如光束阻挡元件1和第二光束阻挡元件5。每个光束阻挡元件可包括中性密度滤光片。如图所示，布置光束阻挡元件1、5使得直线入射的P偏振光束7以赝布鲁斯特角照射第一元件1，而由第一元件1反射的反射光束8也以赝布鲁斯特角照射第二元件5。光束9从前表面2射出）也以赝布鲁斯特角照射第二元件5。[0022]入射光穿透第一过滤元件，在该过滤元件中，入射光被部分或完全吸收。在某些方面，过滤元件包括在所需辐射波长具有辐射吸收特性的材料。可用材料的示例包括吸收性玻璃例如Schott公司的玻璃NG9、VG20、半导体材料例如娃）、金属、石墨、染料溶液例如ADS1075A~http:www.adsdyes.comnirdyes.html等。[0023]这些实施例的一个优点是减少了由光束阻挡过滤元件散射和或反射的光量，这提高了使用这种滤光器的光谱测量仪的性能例如其中使用了激光器或其他辐射源）。[0024]图3-5显示了某些实施例包含光束过滤元件的光谱系统的示例。在图3中，示出了包括线性的V形光学谐振腔20和两个过滤元件16的光谱仪。在图4中，示出了包括环光学谐振腔120和过滤元件116的光谱仪。在图5中，示出了包括光学谐振腔220和过滤元件216的Off-AxisICOS光谱仪。尽管未在本文中示出，也可使用仅仅包括两块镜的腔结构，同时布置一个或多个本文所述的光束过滤元件，以与由腔镜反射、和或通过腔镜离开该腔、或由系统中任一其他的光学元件反射的光相互作用。[0025]图3示出了实施例的示范性腔增强光学光谱CEOS系统10。根据一实施例，CEOS系统10包括单个激光器、测量空气中的示踪气体的单个谐振腔结构。CEOS系统10在测量示踪气体时特别有用。[0026]CEOS系统10包括光源12，其发射连续的相干光波，例如连续的激光光波，还包括光学腔20。设置检测器系统包括一个或多个光电探测器），其设置为测量腔内的吸收作用、以及吸收系数、还有入射光和或反射光的其他特性。在一实施例中，检测器系统包括光电检测器15,其设置为测量从其中一个腔镜中射出的光学信号。如图所示，腔20是由腔耦合镜25以及镜26和27所定义的V型腔。一个或多个光学元件设置为协助导向，并模态匹配从源12通过腔耦合镜25到光学腔20的镭射光。在一实施例中，例如，提供模态匹配光学器件13和镜14,以模态匹配激光光束17并将之导向到腔20。可包括可选的光束分裂元件BS。在一实施例中，腔耦合镜25布置为相对入射源光束成某一角度。来自源的入射光部分通过镜25进入腔20。根据入射光的频率和腔20的光程长例如从镜27到镜25到镜26的光程长），通过腔20内的光可得到增强并且在一个或多个腔模式下谐振腔谐振的频率均匀地分开;公知的是腔的FSR或自由光谱范围）。通过腔20内的镜27、25和26的腔内光，其一小部分通过镜27以及镜26和25射出或逸出，这是由它们的透射率确定的。逸光镜25由各种镜和其他光学元件控制，传递回源12,以作为光学反馈。在某些方面，回到源的光可穿过可选的相位控制和或衰减元件未示出），这为由腔20向源12提供的光学反馈方便地提供了相位和或强度控制。可用的相位控制和或衰减元件示例可包括电光调制器，其对光的相位和衰减元件施加调制，衰减元件例如是法拉第旋转器。[0027]可选的外罩或外壳未示出）为外壳内的部件提供气密性密封，部件例如是腔20、激光源12和14以及各种光学元件，由此允许控制外壳内以及腔20内的环境。被围蔽的腔适宜于某些应用。可选的外罩可由任意合适的、结构稳定的材料制成，例如金属或合金、或塑料。[0028]在某些实施例中，CEOS系统10还包括设置为测量腔20内气体温度的温度传感器，以及设置为测量腔20内压力的压力传感器。需要注意的是，可以使用不止一个温度传感器和不止一个压力传感器。例如，单个温度传感器可用于确定腔内部的温度、或气体流经腔处的温度，例如，两个温度传感器可用于确定气体流入端和气体排出端的温度，由此确定腔内气体温度。在某些实施例中，使用温度控制元件和压力控制元件来控制腔内气体的温度和压力。控制环境条件，例如温度和或压力，可用于协助提高信号分辨率和SNR。[0029]在一实施例中，CEOS系统10包括一个或多个用于阻挡不理想的反射光束的光束阻挡元件16。如图3所示，第一光束阻挡元件Ie1可布置例如定向在适当的角度，如布鲁斯特角或赝布鲁斯特角为与由镜25反射的光和或通过镜25离开腔20的光相互作用，以减小或消除系统10内不理想的光反射或散射。可选地或附加地，第二光束阻挡元件162可布置为与通过镜26离开腔20的光相互作用，以减小或消除系统10内不理想的光反射或散射。可选地或附加地，光束阻挡元件可布置在任意位置，以与穿过系统10的光相互作用。需要注意的是，每个光束阻挡元件16可依次包括两个或多个光束阻挡元件，例如参照图2和图6所论述的元件。[0030]根据一实施例，图4示出了CEOS系统110，其包括单个激光器、测量空气中的示踪气体的单个谐振腔结构。CEOS系统110近似于CEOS10,但是其包括环光学谐振腔结构120。在一实施例中，检测器系统包括光电检测器115,其设置为测量从一个或多个腔镜中射出的光学信号。如图所示，腔120是由腔耦合镜125以及镜126和127所定义的V型腔。一个或多个光学元件，例如导镜114和或透镜元件113设置为协助导向，并模态匹配从源112通过腔耦合镜125到光学腔120的镭射光。可包括可选的光束分裂元件BS。根据入射光的频率和腔120的光程长例如从镜127到镜125到镜126的光程长），通过腔120内的光可得到增强并且在一个或多个腔模式下谐振腔谐振的频率由腔的自由光谱范围FSR均匀地分开）。通过腔120内的镜127、125和126的腔内光，其一小部分通过镜126以及镜127和125射出或逸出，这是由它们的透射率确定的。逸光镜125由各种镜和其他光学元件控制，传递回源112，以作为光学反馈。在某些方面，回到源的光可穿过可选的相位控制和或衰减元件，这为由腔120向源112提供的光学反馈方便地提供了相位和或强度控制。可用的相位控制和或衰减元件示例可包括电光调制器，其对光的相位和衰减元件施加调制，衰减元件例如是法拉第旋转器。[0031]可选的外罩或外壳未示出）为外壳内的部件提供气密性密封，部件例如是腔120、激光源112以及各种光学元件，由此允许控制外壳内以及腔120内的环境。被围蔽的腔适宜于某些应用。[0032]在某些实施例中，如前文对图1所述，系统110还包括设置为测量腔120内气体温度的一个或多个温度传感器，以及设置为测量腔120内气体压力的一个或多个压力传感器。CEOS系统110还可包括如前文对图1所述的温度和或压力控制元件。[0033]在一实施例中，CEOS系统110包括一个或多个用于阻挡不理想的反射光束的光束阻挡元件116。如图4所示，光束阻挡元件116可布置例如定向在适当的角度，如布鲁斯特角或赝布鲁斯特角为与由镜125反射的光和或通过镜125离开腔20的光相互作用，以减小或消除系统110内不理想的光反射或散射。可选地或附加地，光束阻挡元件可布置在任意位置，以与穿过系统110的光相互作用。例如，光束阻挡元件可布置为与通过镜127离开腔20的光相互作用，以减小或消除系统10内不理想的光反射或散射。需要注意的是，每个光束阻挡元件116可依次包括两个或多个光束阻挡元件，例如参照图2和图6所论述的元件。[0034]图5示出了实施例的离轴积分腔输出光谱（ICOS腔结构。ICOS方法允许窄频连续激光波能够与光学腔联用。通过对穿过光学腔的总信号积分来获取吸收信号[http:www.Igrinc.compublicationsspie2.pdf,JoshuaB.Paul；JamesJ.Scherer；Anthony0’Keefe;LarryLapson；JanelleR.Anderson；ClaireF.Gmachl；FedericoCapasso；AlfredY.Cho，SPIE会议记录4577，VibrationalSpectroscopy-basedSensorSystems,I2002年2月13日）；http:proceedings.spiedigitallibrary.orgproceeding.aspx?articleid=901633]。照射在腔耦合镜225上的光进入腔220的方式使得光在确定腔220的镜之间来回反射。在一实施例中，检测器系统包括光电检测器215,其设置为测量从远端腔镜射出的光学信号。一个或多个光学元件，例如透镜元件213设置为协助导向并聚焦由腔220的远端镜射出到检测器215上的辐射。[0035]在一实施例中，CEOS系统210包括一个或多个用于阻挡不理想的反射光束的光束阻挡元件216。如图5所示，光束阻挡元件216可布置例如定向在适当的角度，如布鲁斯特角或赝布鲁斯特角）为与由镜225反射的光和或通过镜225离开腔220的光相互作用，以减小或消除系统210内不理想的光反射或散射。可选地或附加地，光束阻挡元件可布置在任意位置，以与穿过系统210的光相互作用。需要注意的是，每个光束阻挡元件216可依次包括两个或多个光束阻挡元件，例如参照图2和图6所论述的元件。[0036]图6显示了这些实施例的两个过滤元件阻挡偏振和非偏振入射光的性能。需要注意的是，两个过滤元件可以如可变中性密度滤光片一样运行，以控制被过滤的光量，例如可转动或调节偏振过滤元件以控制被过滤或反射的光量。[0037]在某些方面，每个源（例如源112或12或212包括激光器或其他相干光源，它们对光学反馈敏感或响应光学反馈，并发出所需波长或所需波长范围的辐射。一种可用的激光器是半导体二极管激光器，它对从腔耦合镜例如镜25或125或225照射到激光器上的光学反馈敏感。其他激光源可包括二极管激光器、量子级联激光器和固态激光器。由源发出的每道光束可以是线性偏振、椭圆偏振或非偏振。类似地，根据系统各个光学元件的相交点，反射或散射光的偏振可以不同于由源发出的光束偏振，并可以是线性偏振、椭圆偏振或非偏振。[0038]定义了腔的镜，其反射率确定光学反馈强度。美国专利US8,659,758公开了基于腔改进吸收光谱系统的激光器，其包括镜优化技术，通过引用将其全部内容并入本文。需要注意的是，激光进入腔所经过的腔耦合镜例如镜25、125、225，其功率反射系数心接近但小于1，使得数量T=I-R1的范围为从HT1到1Γ5。其他腔镜的功率反射率1?2应该等于或小于Ru这种高反射率镜肯定会具有一些残留透射，即使它可低至几ppm。[0039]在某些方面，每个源能够进行频率扫描，例如激光器的平均光频可在某一频率范围上调节或调谐。众所周知这可以通过以下方式实现，例如通过调节施加至二极管激光器的电流，和或调节激光器介质的温度。在某些方面，腔例如腔20或120或220还能够进行频率扫描，例如通过改变或调节腔的光程长，由此可在某一频率范围上调节腔谐振峰值的光频。腔光程长的调节可包括例如使用压电元件调节一块或多块腔镜的相对位置，和或调节腔内介质的压力。提供智能模块或控制模块，例如计算机系统、处理器、ASIC或其他控制电路，以实现源频率调谐或扫描和或腔光程长调节的自动控制。[0040]在某些实施例中，CEOS系统例如系统10或110或210用于检测存在于腔内的混合气体中的示踪气体。当由源发射的入射光频率接近其中一个腔模式的频率时，进入该腔的入射光开始将该腔充满至该模态，并可锁定在该腔模式。当入射光的光频率与腔模式传输峰值一致时，在谐振腔内通过的光，其光强反映此时的腔总损失。腔总损失是腔镜损失以及由腔内介质吸收作用引起的损失的总和，后者例如是存在于腔内的气态或液态介质吸收被分析物种类的吸收作用。本文实施例可检测到的这些种类的示例包括h2〇、n2〇、no、n〇2、c〇2、ch4、各种氢、碳、氮和氧同位素、以及许多其他种类。[0041]在各个实施例中，检测器系统设置为采用测量值，例如根据测量存在和不存在吸收种类的腔内光学功率，由此可确定吸收系数。例如，通过腔内的功率Pcdr。）由等式Ptransm=Pcirc*T来确定，其中T是光从其逸出的镜透射率，而?*_$是检测器检测到的功率。检测器或检测元件可靠近镜元件（例如27或127或227或其他镜）。需要注意的是，可额外地或可选地布置检测元件，以检测并测量从镜元件26或126或226和或镜元件25或125或225射出的光。而且，检测元件可布置在腔内部，并设置为测量腔内光学功率。在某些实施例中，各个检测器元件包括光电探测器，例如光电二极管，以及相关的电子器件，用于检测光并输出表示检测到的光的信号。光电探测器的可用示例可包括硅、铟镓砷、锗或GAP基光电探测器。其他可用探测器包括CCD、光电倍增管等。智能模块例如计算机系统、处理器、ASIC或其他控制电路;未示出）接收探测器输出信号并处理这些信号，以根据所用方法产生或生成表现腔损失的信号，例如PAS、自然衰减率、相位移、直接吸收等等。例如，美国专利US8，659，759公开了基于激光的腔改进光谱系统，其包括产生标准信号的技术，该标准信号是腔总损失的线性函数，并且对激光腔耦合不敏感，通过引用将其全部内容并入本文。[0042]此外，如上所述，可使用其他检测方法，例如，腔衰荡光谱法、或腔增强光声光谱PAS方法参见美国专利US8,327,686，通过引用将其内容并入本文）。检测器系统所得测量值用于确定存在于腔内的任意气体种类或同位素的吸收系数。对于CRDS测量，测量衰荡的衰减时间，并用于确定吸收系数。[0043]也可以参照美国专利US8,659,758、US8,659,759、US8,885,167和US8,665，442,由此各自通过引用并入本文以作各种用途，对于基于激光光谱的气体分析仪系统和应用，本文的实施例是可用的。[0044]由此，通过引用合并本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利公布文本、以及专利，其合并的程度就如单独并具体地指明每个参照，以通过引用来合并，并且在本文中呈现其全部内容。[0045]所用术语“一”和“某一”和“该”和“至少一个”以及描述所公开主题的语境中类似的参照物特别是下列权利要求的语境中）应解释为同时覆盖单个和多个，除非本文另有指明或根据语境明显矛盾。所用术语“至少一个”之后伴随有一系列的一个或多个物品（例如“至少一个A和B”）应解释为从所列物品A或B或者两个或多个所列物品的任意组合A和B中选择一个物品，除非本文另有指明或根据语境明显矛盾。术语“包括”、“具有”、“其包括”、以及“包含”应理解为开放式术语即意味着“包括，但不限于”），除非另有注释。本文的范围值表述仅旨在用作单独涉及落在该范围内的各个独立值的速记法，除非本文另有指明，并且各个独立值引入到说明书的程度就像是它是本文单独叙述的一样。本文所述的所有方法可以按任意合适的顺序执行，除非本文另有指明或根据语境明显矛盾。本文提供的所用任意或所有示例、或示例语句如“例如”）仅旨在更好地说明所公开的主题，而不是为本发明的范围设置限制，除非另有声明。说明书的语句不应理解为将任一未要求保护的元件指定为本发明的实施关键。[0046]本文描述的是部分实施例。根据阅读上文的描述，对于本领域普通技术人员而言，这些实施例的变体变得显而易见。发明人预期熟练工匠可适当采用这些变体，并且发明人旨在提供待实施的实施例，而不是本文具体描述的实施例。相应地，根据适用法，本文包括本发明所附权利要求中所记载的主题的所有修改和等同形式。而且，上述元件其所有可行变体的任意组合已被本文所囊括，除非本文另有指明或根据语境明显矛盾。

权利要求：1.一种基于激光的光谱系统，所述系统包括：发射福射光束的激光源；具有至少两块腔镜的光学谐振腔；以及沿光束路径放置在腔外并具有前表面的至少一个光束过滤元件，其中所述前表面定向为使得光束与所述表面相交的角度减小或消除由过滤元件导致的光束的主偏振组分的反射。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光源是二极管激光源。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个光束过滤元件包括吸收性玻璃材料。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述角度是赝布鲁斯特角。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述角度是布鲁斯特角。6.如权利要求1所述的系统，其包括至少两个光束过滤元件，各自沿光束路径放置并具有前表面，其中每个所述前表面定向为使得光束与所述前表面相交的角度减小由所述表面导致的光束的主偏振组分的反射。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，放置至少一个光束过滤元件，以接收从所述腔镜的其中一个反射的光。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，放置至少一个光束过滤元件，以接收从所述腔镜的其中一个射出的光。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个光束过滤元件包括中性密度滤光片。10.如权利要求1所述的系统，其进一步包括第二光束过滤元件，其布置为与由至少一个光束过滤元件反射的光相互作用。11.一种检测存在于气态或液态介质中的一个或多个被分析物种类的装置，所述装置包括：具有至少两块腔镜的光学谐振腔，其中一块腔镜为腔耦合镜；发出激光束的激光器；设置为通过腔耦合镜将激光束耦合至所述腔的模态匹配光学器件；检测器，设置为测量通过所述腔的光的腔内光学功率强度，并生成表示通过所述腔的光的腔内光学功率的信号；以及放置在光学谐振腔外的第一光束阻挡元件，并布置为使得光束与第一光束阻挡元件前表面相交的角度减小或消除由第一光束阻挡元件导致的光束的主偏振组分的反射。12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述激光器是二极管激光器。13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一光束阻挡元件包括吸收性玻璃材料，并且所述角度为赝布鲁斯特角。14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述角度是布鲁斯特角。15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，放置所述第一光束阻挡元件，以接收从所述至少两个腔镜其中之一反射的光。16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，放置所述第一光束阻挡元件，以接收从所述至少两个腔镜其中之一射出的光。17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一光束阻挡元件包括中性密度滤光片。18.如权利要求11所述的装置，其进一步包括第二光束阻挡元件，其布置为与由第一光束阻挡元件反射的光相互作用。19.一种光学光谱装置，包括：发射福射光束的光源；沿光束路径放置并具有表面的至少一个光束过滤元件，其中所述表面定向为使得光束与所述表面相交的角度减小或消除由所述至少一个光束过滤元件导致的光束的主偏振组分的反射。20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个光束过滤元件包括吸收性玻璃材料，并且所述角度为赝布鲁斯特角。

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