一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系统【中国发明】

一、专利名称及专利号

名称：《一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系统》

专利号：ZL 2022 1 1074984.9

二、应用领域

本申请属于气体测量技术领域，尤其涉及一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系统。

三、专利说明

1、摘要：

本申请适用于气体测量技术领域，提供了一种微纳光波导光热光谱气体检测方法及检测系统。本申请所提供的检测方法，包括：将泵浦激光和探测激光输入微纳光波导，泵浦激光产生的倏逝波与气体介质中待测物质发生光热效应和伴随的热传导，改变气体介质和微纳光波导的折射率；探测激光激发生成微纳光波导的基模和第一高阶模，检测基模和第一高阶模在微纳光波导中传输后产生的相位差，获得待测物质的浓度。本申请无需苛刻的微纳光波导制备工艺条件即可获得大比例的倏逝场，光热效率高，尺寸小，成本低，响应速度快。

2、背景：

激光吸收光谱法是一种高灵敏度、高选择性的气体分析方法，在环境监测、能源电力、国防和航空航天等领域有着广泛的应用。

基于光吸收伴生的多种效应，人们发展出了不同的激光吸收光谱衍生方法。激光光热光谱法利用光热效应及其带来的热光调制特性，间接测量气体浓度，具有无背景噪声的优势，有效地提高了气体检测的灵敏度和准确性。尤其以微结构空芯光纤作为载体，极大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率，实现了优异的气体探测性能。

然而微结构空芯光纤需要通过特殊的结构设计，在精确的温度和压力控制条件下由光纤拉丝塔制备而成。在气体探测中，一方面，微结构空芯光纤需要与标准单模光纤进行精确对准和可靠连接，形成全光纤结构的气体检测系统。另一方面，气体通过自由扩散方式填充微结构空芯光纤，无法满足实时探测的需求。加工微通道能够加快气体交换，但会牺牲微结构空芯光纤的机械强度并引入损耗。在上述讨论中，较高的微结构空芯光纤制作成本和难度、以及较慢的响应速度等限制了其大规模应用。

四、相关文件下载

专利证书：1755769416848327.pdf

专利详情：1755769431533580.pd