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专利号: 2019112496161
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征是,其包括泵浦激光器(1)、掺铒光纤放大器(2)、光纤隔离器(3)、第一光纤环行器(4)、掺铥光纤(5)、光子晶体光纤(6)、光纤耦合器(7)、第一准直器(8)、试纸(9)、第二准直器(10)、反射光栅(11)、探测器(12)、数据采集处理模块(13)、检测探测器(14)、报警装置(15)、第二光纤环行器(16)、开关(17)、第一光纤布拉格光栅(18)和第二光纤布拉格光栅(19);

泵浦激光器(1)、掺铒光纤放大器(2)和光纤隔离器(3)依次光纤连接,光纤隔离器(3)的另一端与第一光纤环行器(4)的a端口连接,第一光纤环行器(4)的c端口、掺铥光纤(5)和光子晶体光纤(6)依次连接,光子晶体光纤(6)的另一端与光纤耦合器(7)的d端口连接,光纤耦合器(7)的e端口与第二光纤环行器(16)的g端口连接,第二光纤环行器(16)的h端口连接光开关(17),光开关(17)与第一光纤布拉格光栅(18)或第二光纤布拉格光栅(19)连接,第二光纤环行器(16)的i端口与光纤环行器(4)的c端口连接,构成环型腔,光纤耦合器(7)的f端口作为输出端口,输出光经过第一准直器(8)准直到达试纸(9),激光经过试纸(9)上的血液后再次通过第二准直器(10)准直到反射光栅(11),激光经反射光栅(11)反射到达探测器(12),探测器(12)将信号传输给数据采集处理模块(13),数据采集处理模块(13)将信号处理后传输给报警控制器(14),报警控制器(14)根据接收的信号控制报警装置(15)工作;

1550nm泵浦激光器(1)发射泵浦光经过掺铒光纤放大器(2)放大到瓦级,再经过光纤隔离器(3)后注入光纤环行器(4)的a端口,放大后的泵浦光经由光纤环行器(4)后注入掺铥光

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纤(5)中,铥离子从H6能级跃迁到F4能级,产生了宽带增益谱;通过光子晶体光纤(6)抑制增益谱中心部分,抑制增益饱和,从而提高1.7μm波段增益转换效率;从第一光环行器(4)的b端口输出背向增益谱,并进入第二光环行器(16),通过开关(17)的控制分别进入第一光纤布拉格光栅(18)和第二光纤布拉格光栅(19)进行1.7μm波段波长选择,第一光纤布拉格光栅(18)和第二光纤布拉格光栅(19)将1.7μm波段的光反射回环型腔内,在环型腔中进行增益振荡后从光纤耦合器(7)的f端口输出,剩余90%的光用于腔内循环振荡;产生的1.7μm波段的激光经过准直器(8)准直到达装有采集血液的试纸(9)上,试纸(9)出射的激光经过透镜(10)到达反射光栅(11),经反射光栅(11)反射后到达探测器(12),探测器(12)根据接收到的光功率变化将其转换为电信号传递到数据采集处理模块(13),数据采集处理模块(13)经过采集并放大电信号下降量,根据事先标定的电信号与酒精量转换规律演算出每单位酒精含量数值,当演算值大于20mg/100mL时,报警控制器(14)根据接收到的信号来控制警报装置(15)发出警报。

2.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述泵浦激光器(1)为1550nm波段的光源。

3.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述掺铒光纤放大器(2)输出功率为33dBm。

4.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述光纤环行器(4)用于输出背向增益光。

5.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述光纤耦合器(7)的端口g为90%功率输出,端口h为10%功率输出。

6.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述试纸(9)为透射式试纸。

7.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述第二光纤环行器(16)与光纤布拉格光栅连接。

8.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述第一光纤布拉格光栅(18)为1.7μm波段均匀性反射式布拉格光栅,其中心波长为

1727nm。

9.根据权利要求1所述的基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置,其特征在于,所述第二光纤布拉格光栅(19)为1.7μm波段均匀性反射式布拉格光栅,其中心波长为

1659nm。