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利用氰化氫氣體池對DFB激光器進行波長校準

來源:筱曉(上海)光子技術有限公司   2025年07月09日 18:06  

  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 激光器進行波長校準的方法。該氣體池內裝有壓強為 20 Torr的碳13氰化氫(H13CN),吸收光程為5.5cm。下圖為美國國家標準與技術研究院(NIST)測得的HCN氣體池(吸收光程15cm,壓強25Torr)的透射光譜[1]:


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每條吸收線的波長對環境條件不敏感,且其數值已被精確測定。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,具有結構緊湊、抗電磁干擾等特點。


      關鍵優勢


      光纖傳輸:采用光波導耦合技術,避免傳統氣體池的壓力波動和溫度變化問題,提升測量穩定性。


      多場景適用:支持工業防爆環境、復雜電磁干擾場景下的氣體檢測,例如乙炔檢測。


      擴展功能:部分型號支持光纖耦合輸入/輸出,可與光譜儀等設備聯動實現多參數測量。


      實驗裝置


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


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      氣室輸出端的光功率ThorlabsPM100D功率計監測,功率計的模擬輸出通Red Pitaya開發板的模數轉換器進行測量。Red Pitaya通過串行外設接口(SPI)控制DRV10激光驅動器。-個0至1.8伏的16位脈沖寬度調制(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):


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      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--標準參考物質2519a,2005年。


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