【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于光譜分析測(cè)量，具體涉及一種光譜分析儀。
技術(shù)介紹
1、光譜分析儀最重要的指標(biāo)就是其分辨率和測(cè)試帶寬。分辨率決定了其能夠測(cè)試多精細(xì)的光譜結(jié)構(gòu)，高光譜分辨能力對(duì)分析材料化學(xué)成分，大氣污染，生物病理研究至關(guān)重要。而商業(yè)化光譜儀通常基于光柵、棱鏡等分光設(shè)備實(shí)現(xiàn)，分辨率往往只有幾十ghz。利用連續(xù)可調(diào)諧激光器可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的光譜測(cè)量。
2、連續(xù)可調(diào)諧激光器可以輸出頻率隨時(shí)間連續(xù)變化的窄線寬激光，在激光通過(guò)待測(cè)被動(dòng)器件后被光電探測(cè)器接收。由于激光器頻率隨時(shí)間調(diào)諧，器件的頻率響應(yīng)就會(huì)轉(zhuǎn)化為隨時(shí)間變化的信號(hào)輸出。因此，通過(guò)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析就能實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的吸收譜或反射譜進(jìn)行測(cè)量。同樣的，激光與待測(cè)光信號(hào)拍頻也會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的射頻信號(hào)，該信號(hào)反應(yīng)了待測(cè)光信號(hào)的頻率成分。該方法的分辨率只與激光器有關(guān)，分辨率可達(dá)到100khz量級(jí)。
3、光譜分析儀的帶寬決定了光譜測(cè)量的頻率范圍。大帶寬能夠測(cè)量物體的色散，復(fù)雜氣體成分，或者生物材料的熒光光譜。然而，現(xiàn)有的寬帶可調(diào)諧激光器只能在近紅外波段實(shí)現(xiàn)，基于連續(xù)可調(diào)諧激光器的光譜分析技術(shù)的帶寬也被限制在了近紅外波段。
4、本技術(shù)利用光學(xué)非線性效應(yīng)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，大幅擴(kuò)大了光譜分析儀的帶寬，實(shí)現(xiàn)了從紫光到紅外的光譜分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的是提供一種光譜分析儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中光譜分析儀光譜頻率測(cè)量范圍窄的不足。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一種光譜分析儀，包括：p>
4、可調(diào)諧激光器，用于輸出頻率激光；
5、頻率擴(kuò)展模塊，用于接收所述可調(diào)諧激光器輸出的頻率激光，并進(jìn)行頻率擴(kuò)展處理，然后輸出頻率擴(kuò)展激光；
6、信號(hào)采集模塊，用于采集所述頻率擴(kuò)展模塊輸出的頻率擴(kuò)展激光通過(guò)待測(cè)對(duì)象后的信號(hào)；
7、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述信號(hào)采集模塊采集的信號(hào)進(jìn)行分析，得到待測(cè)對(duì)象的頻率響應(yīng)。
8、本技術(shù)中，所述頻率擴(kuò)展模塊包括倍頻模塊、和/差頻模塊中的一種或多種。
9、本技術(shù)一些實(shí)施方案中，所述倍頻模塊包括第一光放大器和第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備。
10、進(jìn)一步地，所述第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
11、優(yōu)選地，所述非線性晶體包括bbo非線性晶體、lbo非線性晶體、ppln周期極化非線性晶體或波導(dǎo)和ppkdp周期極化非線性晶體或波導(dǎo)中的一種或多種。
12、本技術(shù)一些實(shí)施方案中，所述和/差頻模塊包括泵浦激光器、第二光放大器、第三光放大器和第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備。
13、進(jìn)一步地，所述第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
14、優(yōu)選地，所述非線性晶體包括bbo非線性晶體、lbo非線性晶體、ppln周期極化非線性晶體或波導(dǎo)和ppkdp周期極化非線性晶體或波導(dǎo)中的一種或多種。
15、本技術(shù)中，所述信號(hào)采集模塊包括光電探測(cè)器，還包括示波器或采集卡中的一種。
16、本技術(shù)中，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括計(jì)算機(jī)。
17、本技術(shù)可以做以下改進(jìn)，所述光譜分析儀還包括頻率校準(zhǔn)模塊，用于接收所述可調(diào)諧激光器輸出的頻率激光進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)量可調(diào)諧激光器輸出的頻率。
18、進(jìn)一步地，所述頻率校準(zhǔn)模塊包括頻率校準(zhǔn)設(shè)備，所述頻率校準(zhǔn)設(shè)備包括光纖環(huán)腔，光纖不等臂干涉儀，光學(xué)頻率梳中的一種。
19、本技術(shù)具有以下有益效果：
20、(1)本技術(shù)光譜分析儀通過(guò)頻率擴(kuò)展模塊對(duì)可調(diào)諧激光器輸出的頻率激光進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)化，大幅擴(kuò)大了光譜分析儀的帶寬，實(shí)現(xiàn)了從紫光到紅外的全波段光譜分析。
21、(2)本技術(shù)光譜分析儀頻率校準(zhǔn)模塊在激光器的頻率進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)化前，對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)化后的頻率也同時(shí)被校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率轉(zhuǎn)換后激光器頻率的獲取，用于光譜分析，具有更高的頻率精度。
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1.一種光譜分析儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光譜分析儀，其特征在于，所述倍頻模塊包括第一光放大器和第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備；所述第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述光譜分析儀，其特征在于，所述非線性晶體包括BBO非線性晶體、LBO非線性晶體、PPLN周期極化非線性晶體或波導(dǎo)和PPKDP周期極化非線性晶體或波導(dǎo)中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光譜分析儀，其特征在于，所述和/差頻模塊包括泵浦激光器、第二光放大器、第三光放大器和第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備；所述第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述光譜分析儀，其特征在于，所述非線性晶體包括BBO非線性晶體、LBO非線性晶體、PPLN周期極化非線性晶體或波導(dǎo)和PPKDP周期極化非線性晶體或波導(dǎo)中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述光譜分析儀，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊包括光電探測(cè)器，還包括示波器或采集卡中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述光譜分析儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述光譜分析儀，其特征在于，所述光譜分析儀還包括頻率校準(zhǔn)模塊，用于接收所述可調(diào)諧激光器輸出的頻率激光進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)量可調(diào)諧激光器輸出的頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述光譜分析儀，其特征在于，所述頻率校準(zhǔn)模塊包括頻率校準(zhǔn)設(shè)備，所述頻率校準(zhǔn)設(shè)備包括光纖環(huán)腔，光纖不等臂干涉儀，光學(xué)頻率梳中的一種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光譜分析儀，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光譜分析儀，其特征在于，所述倍頻模塊包括第一光放大器和第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備；所述第一頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述光譜分析儀，其特征在于，所述非線性晶體包括bbo非線性晶體、lbo非線性晶體、ppln周期極化非線性晶體或波導(dǎo)和ppkdp周期極化非線性晶體或波導(dǎo)中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述光譜分析儀，其特征在于，所述和/差頻模塊包括泵浦激光器、第二光放大器、第三光放大器和第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備；所述第二頻率轉(zhuǎn)換設(shè)備由非線性晶體或波導(dǎo)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述光譜分析儀，其特征在于，所述非線性晶體包括bbo非線性晶體、lbo非線性...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉駿秋，石寶奇，羅弋涵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳國(guó)際量子研究院，
類型：新型
國(guó)別省市：
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