一种片上多组分气体传感系统及检测方法技术方案

本发明专利技术属于红外分析物检测技术领域，具体涉及一种片上多组分气体传感系统，包括近红外窄线宽探测激光器、近红外可调谐泵浦激光模块、近红外宽带光子晶体慢光波导、片上马赫‑曾德尔干涉仪、光纤耦合器、光纤分束器、光纤滤波器、低通滤波模块、相位调整模块、信号处理模块。本发明专利技术通过优化光子晶体的结构，产生八个模式，八个模式具有接近200nm的慢光带宽。探测激光在1550纳米处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模。泵浦激光在气体吸收峰波长处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模或者奇模，这些模式能覆盖1500‑1700nm范围内产生慢光效应，实现多组分气体检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外分析物检测，具体涉及一种片上多组分气体传感系统及检测方法。

技术介绍

1、光热干涉光谱技术是利用光热效应产生的微小热量变化来检测气体的吸光特性。当激光被气体吸收时，气体分子通过弛豫产热，导致材料的温度和折射率发生变化。这些变化会引起激光的相位变化，从而导致干涉效应，通过测量干涉信号的变化，可以获得气体的吸光特性和浓度信息。基于光波导的气体传感器的灵敏度受到消逝场弱和光程短的限制，光子晶体波导可以实现慢光效应，能有效降低光的群速度，增加光程，提升光波导气体传感器的检测性能。

2、现有专利“202210051808.7”《一种基于近红外双波长光子晶体慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置及检测方法》，公开了一种基于光热干涉光谱技术的双波长光子晶体慢光波导传感器，同时在近红外探测光和泵浦光波段产生慢光效应，增加器件的有效光程，增强分析物对泵浦光的吸收和近红外探测光的相位积累，提高了传感器的灵敏度和响应速度。但是光子晶体波导的检测带宽通常只有几十纳米，只能用于检测一种特定气体。

3、还有专利“201610874377.9”《 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：包括近红外窄线宽探测激光器、近红外可调谐泵浦激光模块、片上马赫-曾德尔干涉仪、光纤耦合器、光纤分束器、光纤滤波器、低通滤波模块、相位调整模块和信号处理模块；

2.根据权利要求1所述一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：所述近红外可调谐泵浦激光模块包括近红外可调谐激光器、声光调制器、信号发生器和偏振控制器，声光调制器具有一个光纤输入端、一个光纤输出端和一个电压输入端，所述声光调制器的光纤输入端和近红外可调谐激光器的输出端相连，所述声光调制器的光纤输出端和偏振控制器的输入端相连，所述声光调制器的电压输入端和信号发生器的输出端与相连，近...

【技术特征摘要】

1.一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：包括近红外窄线宽探测激光器、近红外可调谐泵浦激光模块、片上马赫-曾德尔干涉仪、光纤耦合器、光纤分束器、光纤滤波器、低通滤波模块、相位调整模块和信号处理模块；

2.根据权利要求1所述一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：所述近红外可调谐泵浦激光模块包括近红外可调谐激光器、声光调制器、信号发生器和偏振控制器，声光调制器具有一个光纤输入端、一个光纤输出端和一个电压输入端，所述声光调制器的光纤输入端和近红外可调谐激光器的输出端相连，所述声光调制器的光纤输出端和偏振控制器的输入端相连，所述声光调制器的电压输入端和信号发生器的输出端与相连，近红外可调谐激光器产生被气体吸收的近红外泵浦激光，波长调谐范围为1500-1700纳米。

3.根据权利要求2所述一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：所述片上马赫-曾德尔干涉仪包括近红外宽带光子晶体慢光波导、输入波导、输出波导、第一分束波导、第二分束波导、合束波导、第一多模波导、第二多模波导、第一单模波导、第二单模波导、金属电极；

4.根据权利要求3所述一种片上多组分气体传感系统，其特征在于：所述近红外宽带光子晶体慢光波导同时导通近红外的探测激光和近红外的泵浦激光，近红外宽带光子晶体慢光波导具有三排缺陷孔和八个模式，在1500-17...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑传涛，彭子航，皮明权，黄一俊，宋芳，杨悦，王一丁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：