【技术实现步骤摘要】
可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿装置
本专利技术涉及吸收光谱测量
,尤其涉及一种可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿装置。
技术介绍
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS),利用半导体激光器的波长可调谐和窄线宽特性,通过电流控制波长扫描获得气体特征吸收光谱,具有非侵入、快速响应和现场实时测量等优点,在大气环境监测、节能减排、火灾早期预警、生态环境监测、工业过程检测控制、发动机检测等方面具有良好的应用前景。但可调谐半导体激光器在连续工作中存在波长漂移的问题,造成激光器波长漂移的原因很多。如:(1)电子元器件非零的温度系数;(2)设定温度和设定电流可能会漂移;(3)随着周围环境温度的变化,激光器芯片和热沉温度间的不完全隔离会导致激光器温度漂离设定温度值而向着周围环境温度漂移;(4)热敏电阻和激光器芯片的非完全热耦合连接同样会造成漂移;(5)扫描波形的直流电平漂移也会引起电流的漂移,因而相继造成波长漂移。因而在补偿的时候,需要综合考虑这些因素的影响。TDLAS技术中所采用的分布反馈式(DFB)半导体激光器,已经自带了温度控制器,激光器的温度控制器由热敏电阻(NTC)和半导体制冷器(TEC)组成,当环境温度变化时,激光器电流驱动根据NTC阻值的大小来调整TEC的电压,对激光器制冷或制热,从而实现温度的闭环控制。但在长时间连续工作过程中,尤其是环境温度变化范围比较大时,目前商用激光器温控系统并没有考虑环境温度变化对电路板的影响,激光器的波长会随环境温度发生变化,对吸光度的计算和浓度反演造成影响。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺 ...
【技术保护点】
一种可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿装置,其特征在于:包括有ARM芯片,与ARM芯片相连的有温度采集及滤波模块、电源转换模块,所述的ARM芯片依次通过DAC芯片及滤波模块和激光器温控驱动与DFB激光器连接,ARM芯片依次通过激光器调制模块和激光器电流驱动与DFB激光器连接,将DFB激光器、激光器温控驱动、激光器电流驱动、温度采集及滤波模块、激光器调制模块、ARM芯片和DAC芯片及滤波模块集成于同一PCB电路板上并放入高低温试验箱中,调节高低温实验箱的温度使温度在0度到60度之间均匀变化,激光器温控驱动上电工作,激光器电流驱动通过软启动上电工作,同时激光器调制模块输出调制波形,调制DFB激光器的注入电流,使DFB激光器可以扫描到目标吸收线,温度采集及滤波模块采集此时的环境温度,ARM芯片根据接收到的温度值,驱动DAC芯片,给激光器温控驱动一补偿信号,当此时的环境温度变化时,补偿信号相应的发生变化,从而保证DFB激光器波长的稳定。
【技术特征摘要】
1.一种可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿装置,其特征在于:包括有ARM芯片,与ARM芯片相连的有温度采集及滤波模块、电源转换模块,所述的ARM芯片依次通过DAC芯片及滤波模块和激光器温控驱动与DFB激光器连接,ARM芯片依次通过激光器调制模块和激光器电流驱动与DFB激光器连接,将DFB激光器、激光器温控驱动、激光器电流驱动、温度采集及滤波模块、激光器调制模块、ARM芯片和DAC芯片及滤波模块集成于同一PCB电路板上并放入高低温试验箱中,调节高低温实验箱的温度使温度在0度到60度之间均匀变化,激光器温控驱动上电工作,激光器电流驱动通过软启动上电工作,同时激光器...
【专利技术属性】
技术研发人员:阚瑞峰,袁松,何亚柏,许振宇,阮俊,姚路,陈久瑛,
申请(专利权)人:中国科学院安徽光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:
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