CN115326756B 一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系统 （香港理工大学深圳研究院）

道高新技术产业园南区粤兴一道18号US2015063767A1,2015.03.05一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系逝波与气体介质中待测物质发生光热效应和伴申请无需苛刻的微纳光波导制备工艺条件即可2将泵浦激光和探测激光输入微纳光波导；其中，所述泵浦激光和所述检测所述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后产生的相位位差与待测物质的浓度之间的关系换算得到所述气体介质中待测述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后产生的相位差与待测物质的浓度之0其中，所述泵浦激光组件和所述探测激光组件的输出端分所述气体收集室内存在气体介质，所述泵浦激光和所述探测激光的所述分析组件用于检测所述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后产生3其中，所述第一激光驱动器的输入端为所述泵浦激光组件述激光放大器的输出端为所述泵浦激光组件其中，所述第二激光驱动器的输入端为所述探测激光组件述偏振控制器的输出端为所述探测激光组件其中，所述光耦合器的输入端为所述分析组件的输入端，所述光耦合导的截面尺寸不大于所述泵浦激光和所述探测激光两者中最10.如权利要求6_9任意一项所述的微纳光波导光热光谱气体检测系统，其特征在于，所述波分复用器的输出端与所述微纳光波导的输入端之间为绝热过渡；4地增加和提高了光与物质相互作用的距离和光能量密度，大幅提升了光热效应的产热效据相位差与待测物质的浓度之间的关系换算得到所述气体介质中待测5介质室温下约为_10_6K_1)，因此在相同条件下可以获得比微结构空芯光纤更高的光热效[0018]其中，泵浦激光组件和探测激光组件的输出端分别与波[0020]所述分析组件用于检测所述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后6[0039]图5是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的体积浓度为[0040]图6是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的体积浓度为[0041]图7是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的基于2小时噪7[0042]图8是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的在4小时内测量的体积浓度为1％的甲烷气体的二次谐波信[0043]图9是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的归一化光热信[0044]图10是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测方法测量的常温常压下8探测激光激发生成所述微纳光波导的基模和第一[0057]S102、检测所述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后产生的相位差，并根据相位差与待测物质的浓度之间的关系换算得到气体介质中待测物质的真实浓体积占比为(0.999999＝1－1×10_6)的直径约为2.1微米。该微纳光纤由单模石英光纤通过电弧放电和氢氧焰加热两步拉伸法制[0068]请参阅图3，图3是本申请提供的一种微纳光波导光热光谱气体检测系统的示意9[0072]所述分析组件用于检测所述基模和所述第一高阶模在所述微纳光波导中传输后源的输入端和输出端分别与所述第一激光驱动器的输出端和所述激光放大器的输入端相源的输入端和输出端分别与所述第二激光驱动器的输出端和所述偏振控制器的输入端相用1654纳米的分布式反馈激光器。锁相放大器可以向第一激光驱动器输入一个6千赫兹的q为自然数)中的任意一改变探测激光激励出的HE11和HE12模式的相位，HE11和HE12模式在微纳光纤中传输后产生的[0092]可选的，HE11和HE12模式在微纳光纤中传输后产生的相位差与待测物质的浓度之谐波信号，该谐波信号为携带HE11和HE12模式在微纳光纤中传输后产生的相位差信息的中做π/λ,λ为真空中的光波长，nsilica和ngas分别为石英和气体介质的折射d为微纳[0104]考虑待测物质吸收泵浦光产生光热效应及其带来的影响，材料的瞬时折射率n可成正比例，理论分析结果表明微纳光波导的热量积累效应和大的光纤材料热光系数dn/dT能够有效增强模式相位差调制，使得微纳光纤中的光热系数M在低频段比微结构空芯光纤积浓度为1％的甲烷气体的光热信号和系统噪声与泵浦功率的关系曲线图。当泵浦激光的波长被调谐至1654.00纳米时(即远离甲烷气体吸收线)，获取的谐波信号的均方的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限