一种光学谐振腔及基于光学谐振腔结构的多气体探测系统技术方案

技术编号:41440708 阅读:12 留言:0更新日期:2024-05-28 20:33
本发明专利技术提供了一种光学谐振腔及基于光学谐振腔结构的多气体探测系统,该光学谐振腔包括腔室,腔室具有进气口和出气口,位于腔室内并对向设置的第一腔镜和第二腔镜,第一腔镜和第二腔镜均为平凹透镜且凹面均朝向腔室内部,第一腔镜和第二腔镜的凹面均镀有高反膜,其特征在于,第一腔镜和第二腔镜组成稳定腔结构,高反膜分两次镀膜处理,形成反射中心波长为λ<subgt;1</subgt;的第一反射区和反射中心波长为λ<subgt;2</subgt;的第二反射区,λ<subgt;1</subgt;对应一种气体的吸收峰,λ<subgt;2</subgt;对应另一种气体的吸收峰;反射波长不同的第一反射区和第二反射区的设置,可以在同一个积分腔结构中实现多种气体的精确探测功能,解决了传统设计中只能在特定反射率满足要求的波长范围内选择气体吸收峰的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学谐振腔结构及探测系统,特别涉及一种光学谐振腔及基于光学谐振腔结构的多气体探测系统


技术介绍

1、探测痕量气体浓度是当前热门的科学研究课题,对诸如主要温室气体甲烷、二氧化碳等多种目标气体的定性、定量、定源探测和分析具有重要的现实意义。

2、光学谐振腔技术是一种通过将激光离轴入射到光谐振腔中,利用激光在两个腔镜之间的多次反射,采集每次反射时透射出的微弱能量信号,最终解析出腔内信息的技术。光学谐振腔技术具有稳定性好,成本较低,灵敏度高等特点。常用于实验室痕量气体探测、高反射率反射镜的高精度反射率测量,以及同位素吸收光谱的研究。对于痕量气体探测领域的光学谐振腔探测系统而言,现阶段主要手段为选择一段较为适合的特征吸收窗口,将两束或两束以上中心波长不同的激光器分时或分频的注入光学谐振腔中,进而实现多气体,单积分腔体的同时探测。其中比较典型的为选择镀膜工艺为1550-1700nm为高反射区,并在该波段选择甲烷、二氧化碳、氨气等待测气体吸收峰进行多气体探测,比较典型的吸收峰如下:甲烷吸收峰为1651nm,二氧化碳吸收峰为1573nm等等。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光学谐振腔,包括腔室,腔室具有进气口和出气口,位于腔室内并对向设置的第一腔镜和第二腔镜,第一腔镜和第二腔镜均为平凹透镜且凹面均朝向腔室内部,第一腔镜和第二腔镜的凹面均镀有高反膜,其特征在于,第一腔镜和第二腔镜组成稳定腔结构,高反膜分两次镀膜处理,形成反射中心波长为λ1的第一反射区和反射中心波长为λ2的第二反射区,λ1对应一种气体的吸收峰,λ2对应另一种气体的吸收峰,外界中心波长不同的两束激光分别射向第一反射区和第二反射区,第一反射区和第二反射区反射与吸收峰对应的波长的光线,被反射的光线在第一腔镜和第二腔镜的相应的反射区内往复反射,用以测量不同气体的浓度。>

2.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种光学谐振腔,包括腔室,腔室具有进气口和出气口,位于腔室内并对向设置的第一腔镜和第二腔镜,第一腔镜和第二腔镜均为平凹透镜且凹面均朝向腔室内部,第一腔镜和第二腔镜的凹面均镀有高反膜,其特征在于,第一腔镜和第二腔镜组成稳定腔结构,高反膜分两次镀膜处理,形成反射中心波长为λ1的第一反射区和反射中心波长为λ2的第二反射区,λ1对应一种气体的吸收峰,λ2对应另一种气体的吸收峰,外界中心波长不同的两束激光分别射向第一反射区和第二反射区,第一反射区和第二反射区反射与吸收峰对应的波长的光线,被反射的光线在第一腔镜和第二腔镜的相应的反射区内往复反射,用以测量不同气体的浓度。

2.根据权利要求1所述的光学谐振腔,其特征在于,第一反射区为圆形,第二反射区为圆环形。

3.根据权利要求2所述的光学谐振腔,其特征在于,第一腔镜和第二腔镜的凹面焦距均为1米。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的光学谐振腔,其特征在于,第一反射区与第二反射区镀膜材料不同,第一反射区的反射波长为1651nm,第二反射区的反射波长为2004nm。

5.一种基于光学谐振腔结构的多气体探测系统,该系统基于权利要求3所述的光学谐振腔,其特征在于,包括控制器,与控制器电连接的激光组件,激光组件可向第一腔镜凹面相对的平面发射中心波长不同的激光束a和激光束b,激光束a透过第一腔镜射向第二腔镜的第一反射区的中心位置,激光束b透过第一腔镜射向第二腔...

【专利技术属性】
技术研发人员:王嘉宁林冠宇
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
类型:发明
国别省市:

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