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摘要:本发明涉及一种全光纤激光内腔式光热光谱的检测装置及方法,属于气体检测技术领域。该装置包括传感激光光源、激励激光光源、波分复用器、光子带隙光纤气体池、光纤反射镜、内含反射面的单模光纤、耦合器、隔离器、光电探测器、信号采集与处理电路、滤波器、计算机和环形器,本发明的光子带隙光纤气体池在光纤F‑P腔内,利用PGC解调算法实现对气体浓度的测量,实现了感测单元的全光纤化,使装置具有电磁免疫、抗振动干扰能力,传感探测端的无机械部件设计也大大提高了装置的工作稳定性和可靠性。该装置采用内腔式环形腔激光设计,从而大幅度提高灵敏度。另外,待测气体充斥在光子带隙光纤的孔隙中,大幅度提高了气体对激光能量的吸收,有助于提高装置的灵敏度。
主权项:1.一种全光纤激光内腔式光热光谱的检测装置,其特征在于:该装置包括:传感激光光源1、环形器2、镀膜的单模光纤3、波分复用器4、光子带隙光纤气体池5、光纤反射镜6、激励激光光源7、隔离器8、光电探测器9、耦合器10、信号采集与处理电路11和计算机12;其中,所述传感激光光源1与环形器2相连接;环形器2分别与镀膜的单模光纤3和光电探测器9相连接;波分复用器4分别与环形器2、镀膜的单模光纤3和光子带隙光纤气体池5相连接;激励激光光源7分别与隔离器8、耦合器10、滤波器13和环形器2相连接;光子带隙光纤气体池5与光纤反射镜6相连接;光电探测器9与信号采集与处理电路11相连接;信号采集与处理电路11与计算机12相连接;耦合器10与光电探测器9相连接;信号采集与处理电路分别与传感激光光源1和滤波器13相连接;信号采集与处理电路11对激励激光光源7进行波长调制,同时对传感激光光源1进行光频调制,光频调制的传感激光将会在光纤反射镜6与镀膜的单模光纤3构成的F-P腔内产生相位载波,激励激光和传感激光通过波分复用器4进入光子带隙光纤气体池5,激励激光2激发光子带隙光纤气体池5中的待测气体,光子带隙光纤内的折射率和相位随激励光源调制频率变化,携带变化信息的传感激光通过光电探测器9转换,再被信号采集与处理电路11将采集到的信号传输给计算机12,计算机通过相位生成载波PGC解调方法解调出待测信号,实现对微量气体的高灵敏探测;所述镀膜的单模光纤3是在环形器2的单模光纤断面上镀半透半反TiO2膜,然后再将这个镀膜的单模光纤3和波分复用器4的输入端单模光纤进行熔融连接;在光子带隙光纤气体池5在光纤反射镜6和镀膜的单模光纤3构成的光纤F-P腔内,光子带隙光纤气体池5与波分复用器4和光纤反射镜6采用熔融的连接方式。
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