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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明提出了一种TDLAS‑WMS系统的激光器非线性误差校正方法，属于红外激光吸收光谱领域，该方法适用于单光轴TDLAS‑WMS系统的激光器非线性误差校正方法，利用建立的激光器非线性误差校正模型，计算激光器非线性校正系数，以低成本条件实现单光轴条件下的激光器非线性误差校正，达到参考光路所达到的校正效果，提升系统的信噪比以及稳定性，更有利于系统的小型化与高度集成。

主权项：1.TDLAS-WMS系统的激光器非线性误差校正方法，其特征在于，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：步骤1：根据被测气体吸收峰谱线扫描波段，上位机软件产生低频率的锯齿波激光器扫描驱动信号、频率为f的正弦波激光器高频调制信号，同时产生谐波提取所需要的参考信号及谐波提取所需要的触发信号；步骤2：将激光器扫描驱动信号与激光器高频调制信号相加获得激光器驱动信号，并通过信号输出与采集装置输出至单光轴TDLAS-WMS系统的激光器，驱动单光轴TDLAS-WMS系统的激光器实现单光路下的待测气体浓度测量，通过单光轴TDLAS-WMS系统获取携带被测气体浓度信息的直接吸收信号；步骤3：利用信号输出与采集装置采集光电探测器输出的直接吸收信号，并传输给上位机软件，上位机软件完成谐波提取；步骤4：通过上位机软件对提取出的谐波信号进行滑动滤波处理，然后对一次谐波基线和二次谐波基线进行拟合及基线偏置消除，获得去偏后的一次谐波信号和去偏后的二次谐波信号；步骤5：根据建立的激光器非线性光强输出模型，以及提取的谐波信号进行数值校正计算，获取激光器非线性光强输出模型中的激光器非线性系数B2以及谐波系数K，并带入校正公式中，得到激光器非线性校正系数δ，结合步骤4中去偏后的二次谐波信号获得激光器非线性误差校正后的被测气体浓度；所述校正计算为：以谐波提取所需要的触发信号上升沿位置为初始位置，以步骤4中去偏后的二次谐波信号的吸收峰峰值位置为吸收线中心位置，分别获取吸收线中心位置下的一次谐波吸收线中心电压值U1fc、二次谐波吸收线中心电压值U2fc、三次谐波吸收线中心电压值U3fc、四次谐波吸收线中心电压值U4fc；根据一次谐波吸收线中心电压值U1fc和三次谐波吸收线中心电压值U3fc计算谐波系数K，即代入公式其中G13为一次谐波吸收线中心电压值U1fc与三次谐波吸收线中心电压值U3fc的比值，即公式根据四次谐波吸收线中心电压值U4fc和二次谐波吸收线中心电压值U2fc计算谐波系数K可计算获得激光器非线性系数B2，即代入公式其中G42为四次谐波吸收线中心电压值U4fc与二次谐波吸收线中心电压值U2fc的比值，即公式根据谐波系数K、激光器非线性系数B2可计算获得激光器非线性校正系数δ；所述激光器非线性光强输出模型为：在激光器非线性模型中，激光器输出光强随其电流调制而非线性变化，即其输出光强I符合模型公式其中，B1为激光器的线性系数，B2为激光器的非线性系数，与ψ分别为激光器线性相位与激光器非线性相位，I0为输出光强为常数，ω为激光器调制信号的角频率，t为时间。

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