申请/专利权人：中国科学院上海光学精密机械研究所

申请日：2022-02-11

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114544494B

主分类号：G01N21/01

分类号：G01N21/01;G01N21/31;G01S7/483;G01S17/88;G01S17/95

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.06.14#实质审查的生效;2022.05.27#公开

摘要：一种基于超连续谱光源的主动探测激光外差光谱仪探测大气成分装置，包括超连续谱光源、准直模块一、光学发射望远镜、光学接收望远镜、准直模块二、光纤开关、分束器、耦合器、光电探测器一、偏置器BiasTee、射频处理模块、锁相放大器、数据采集与分析模块、可调谐激光器、激光控制模块和光电探测器二。本发明采用超连续谱光源作为发射光源构造主动探测的激光外差光谱仪，接收云或气溶胶的散射光，克服了直接接收太阳直射光作为信号光时夜晚不能进行探测的缺点，可以实现白天和夜间的柱浓度的高精度连续监测；同时超连续光源覆盖了多种大气成分的吸收峰，可以实现多种大气成分柱浓度的同时监测；并且超连续谱光源的功率可以灵活调节，可以实现比用太阳光作为信号光时更高的信噪比，在区域的气候研究、环境监测和大气化学研究等领域具有广阔的应用前景。

主权项：1.一种基于超连续谱光源的主动探测激光外差光谱仪测大气成分装置，其特征在于：包括超连续谱光源（1）、准直模块一（2）、光学发射望远镜（3）、光学接收望远镜（4）、准直模块二（5）、光纤开关（6）、分束器（7）、耦合器（8）、光电探测器一（9）、偏置器BiasTee（10）、射频处理模块（11）、锁相放大器（12）、数据采集与处理模块（13）、可调谐激光器（14）、激光控制模块（15）和光电探测器二（16）；所述的超连续谱光源（1）输出的光经所述的准直模块一（2）从所述的光学发射望远镜（3）发射进入大气中遇到云或气溶胶产生散射光，所述的光学接收望远镜（4）接收云或气溶胶的散射光；所述的光学接收望远镜（4）接收的散射光经所述的准直模块二（5）耦合进光纤，通过所述的光纤开关（6）调制后，由所述的分束器（7）将所述的散射光分为两路：一路经所述的光电探测器二（16）与所述的数据采集与处理模块（13）输入端相连；另外一路与所述的耦合器（8）的输入端相连，另外一路的散射光与所述的可调谐激光器（14）发射的激光共同耦合进所述的耦合器（8）进行拍频相干，向所述的光电探测器一（9）输出拍频信号；所述的激光控制模块（15）的输出端分别与所述的可调谐激光器（14）和所述的数据采集与处理模块（13）的控制端相连，对所述的可调谐激光器（14）进行温度或电流的调节实现频率的调谐并控制扫频，同时输出一路给所述的数据采集与处理模块（13）进行控制采集；所述的光电探测器一（9）对所述的耦合器（8）的拍频信号进行探测，经所述的偏置器BiasTee（10）分离直流信号和差频信号，所述的差频信号经所述的射频处理模块（11）进行处理，产生的低频电压信号用所述的锁相放大器（12）进行解调后的解调信号进入所述的数据采集与处理模块（13），采集信号并分析，以获取大气成分的信息，所述的直流信号输入所述的数据采集与处理模块（13）与所述的解调信号进行同步采集，所述的光纤开关（6）的调制频率与所述的锁相放大器（12）的解调频率相同，相位固定。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于超连续谱光源的主动探测激光外差光谱仪大气成分探测装置

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