【原创】利用氰化氢气体池对DFB激光器进行波长校准

2025-07-09 18:02:48

　　在本文中,我们介绍利用 Wavelength References 公司的光纤耦合气体池对窄线宽 DFB 激光器进行波长校准的方法。该气体池内装有压强为 20 Torr的碳13氰化氢(H13CN),吸收光程为5.5cm。下图为美国国家标准与技术研究院(NIST)测得的HCN气体池(吸收光程15cm，压强25Torr)的透射光谱[1]:

每条吸收线的波长对环境条件不敏感，且其数值已被精确测定。例如，P2谱线中心的波长为1543.80967(18)nm[1]。

      光纤耦合气体池的核心功能

      光纤耦合气体池通过光纤传输光信号对气体进行吸收光谱分析，可检测低浓度气体并确定其成分及浓度，具有结构紧凑、抗电磁干扰等特点。

      关键优势

      光纤传输:采用光波导耦合技术,避免传统气体池的压力波动和温度变化问题,提升测量稳定性。

      多场景适用:支持工业防爆环境、复杂电磁干扰场景下的气体检测，例如乙炔检测。

      扩展功能:部分型号支持光纤耦合输入/输出，可与光谱仪等设备联动实现多参数测量。

      实验装置

      我们使用Koheron DRV100激光驱动器和KoheronTEC100L温度控制器对DFB激光器的电流和温度进行扫描，具体装置如下图所示:

      气室输出端的光功率ThorlabsPM100D功率计监测，功率计的模拟输出通Red Pitaya开发板的模数转换器进行测量。Red Pitaya通过串行外设接口(SPI)控制DRV10激光驱动器。-个0至1.8伏的16位脉冲宽度调制(PWM)信号通过TEC100L温度控制器的TSET引脚来控制激光器温度。下图显示了在500种电流与500种温度组合下，气室输出端测得的光功率(分贝刻度):

      最后,我们观察到3条强吸收线和5条弱吸收线。借助这些弱吸收线我们可以确定这3条强吸收线对应于H13CN光谱中的P1、P2和P3谱线。[1]S.L.吉尔伯特、W.C.斯旺与C.-M.王。1530 nm至1565 nm波段的气化氢H13C14N吸收参考--标准参考物质2519a,2005年。

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