利用氰化氫氣體池對DFB激光器進(jìn)行波長校準(zhǔn)

　　在本文中,我們介紹利用 Wavelength References 公司的光纖耦合氣體池對窄線寬 DFB 激光器進(jìn)行波長校準(zhǔn)的方法。該氣體池內(nèi)裝有壓強為 20 Torr的碳13氰化氫(H13CN),吸收光程為5.5cm。下圖為美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)測得的HCN氣體池(吸收光程15cm，壓強25Torr)的透射光譜[1]:

每條吸收線的波長對環(huán)境條件不敏感，且其數(shù)值已被精確測定。例如，P2譜線中心的波長為1543.80967(18)nm[1]。

      光纖耦合氣體池的核心功能

      光纖耦合氣體池通過光纖傳輸光信號對氣體進(jìn)行吸收光譜分析，可檢測低濃度氣體并確定其成分及濃度，具有結(jié)構(gòu)緊湊、抗電磁干擾等特點。

      關(guān)鍵優(yōu)勢

      光纖傳輸:采用光波導(dǎo)耦合技術(shù),避免傳統(tǒng)氣體池的壓力波動和溫度變化問題,提升測量穩(wěn)定性。

      多場景適用:支持工業(yè)防爆環(huán)境、復(fù)雜電磁干擾場景下的氣體檢測，例如乙炔檢測。

      擴(kuò)展功能:部分型號支持光纖耦合輸入/輸出，可與光譜儀等設(shè)備聯(lián)動實現(xiàn)多參數(shù)測量。

      實驗裝置

      我們使用Koheron DRV100激光驅(qū)動器和KoheronTEC100L溫度控制器對DFB激光器的電流和溫度進(jìn)行掃描，具體裝置如下圖所示:

      氣室輸出端的光功率ThorlabsPM100D功率計監(jiān)測，功率計的模擬輸出通Red Pitaya開發(fā)板的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測量。Red Pitaya通過串行外設(shè)接口(SPI)控制DRV10激光驅(qū)動器。-個0至1.8伏的16位脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號通過TEC100L溫度控制器的TSET引腳來控制激光器溫度。下圖顯示了在500種電流與500種溫度組合下，氣室輸出端測得的光功率(分貝刻度):

      最后,我們觀察到3條強吸收線和5條弱吸收線。借助這些弱吸收線我們可以確定這3條強吸收線對應(yīng)于H13CN光譜中的P1、P2和P3譜線。[1]S.L.吉爾伯特、W.C.斯旺與C.-M.王。1530 nm至1565 nm波段的氣化氫H13C14N吸收參考--標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)2519a,2005年。

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