量子电子学报

作者：林雨晴,夏滑,张志荣,孙鹏帅,吴边,李哲,蔡永军

单位：1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 光子器件与材料安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031;2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026;3 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031;4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026;5 先进激光技术安徽省实验室, 安徽 合肥 230037;6 合肥师范学院物理与材料工程学院, 安徽 合肥 230601;7 国家管网集团科学技术研究总院分公司, 河北 廊坊 065000

关键词：激光技术,激光吸收光谱,法布里-珀罗标准具,波长监测,干涉光强,腔衰荡吸收光谱,

基金：国家重点研发计划 (2022YFB3207601), 安徽省自然科学基金杰青项目 (2408085J001), 国家自然科学基金 (11874364, 41877311, 42005107), 中国科学院合肥研究院 "火花" 基金 (YZJJ2022QN02)

在采用腔衰荡、腔增强等高精度激光吸收光谱技术进行气体测量时, 激光器输出波长的稳定性直接关系到测量的准确度。因此, 准确测定激光器波长对高灵敏激光吸收光谱技术具有至关重要的作用。本文以腔衰荡吸收光谱中常采用的分布式反馈 (DFB) 激光器为例, 搭建了一种基于法布里-珀罗 (Fabry-Perot, F-P) 标准具的波长监测系统。该系统利用F-P标准具产生干涉事件, 调节激光器驱动电流进行波长扫描, 同时启用参考波长计, 得到波长和干涉光强的函数关系, 在后续测量中通过此函数关系反演波长信息。实验中采用中心波长为1653 nm的DFB激光器, F-P系统对其实现了1653.66160 nm至1653.77718 nm波段内的波长测量。对系统的测量结果与参考波长计的读数进行线性拟合, 二者拟合度为0.9999, 证明F-P波长监测系统的可靠性。为进一步验证系统的稳定性和测量精度, 在激光器中心波长处进行了10 min的连续监测, 结果表明, 系统精度为 ± 9.12 × 10−5 nm。本工作的开展对后续采用腔衰荡吸收光谱技术实现高精度大气背景及同位素气体测量具有积极的意义。

来源：2025年第2期

《量子电子学报》期刊编辑部

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