[實用新型]基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器

有效

• 申請號: 201320549798.6
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN203405406U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 呂亮;杜正婷;俞本立;朱軍;楊波;趙云鶴;張文華;吳爽;徐峰;周博
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/01
• 代理公司: 江蘇英特東華律師事務所 32229
• 代理人: 邵鋆

1.一種基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：包括傳感光源（1）、激發光源（2）、第一耦合器（3）、光聲腔體（4）及信號處理電路單元（5），所述傳感光源（1）、所述激發光源（2）出射激光經所述第一耦合器（3）由光纖導入所述光聲腔體（4）內；所述光聲腔體（4）包括陶瓷套管（8），所述陶瓷套管（8）上開有氣體窗口（7），所述陶瓷套管（8）的一端設置有高靈敏度膜片（6），其另一端設置有陶瓷插芯（9），被檢測氣體通過所述氣體窗口（7）流入所述陶瓷套管（8）內與所述高靈敏度膜片（6）形成光聲池；所述激發光源（2）出射激光激發氣體分子產生光聲信號，并引起所述高靈敏度膜片（6）振動；所述傳感光源（1）作為檢測光信號入射到所述高靈敏度膜片（6）表面，被反射回光纖端面，經光纖輸出至所述傳感光源（1）的腔內產生自混合光聲光譜信號；所述自混合光聲光譜信號經所述信號處理電路單元（5）處理，獲得所述高靈敏度膜片（6）振動頻率和幅度，進而獲得氣體的濃度、壓力信息。

2.按照權利要求1所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述傳感光源（1）包括順序相連的波分復用器（11）、光纖光柵（12）、增益介質（13）及第二耦合器（16），所述波分復用器（11）的另一輸入端口與泵浦單元（10）相連；所述泵浦單元（10）出射的泵浦激光通過所述波分復用器（11）引入所述增益介質（13）使增益介質粒子數反轉；所述光纖光柵（12）與所述第二耦合器（16）構成激光器的線性諧振腔，并選擇與所述光纖光柵（12）波長匹配的激光并由所述第二耦合器（16）的輸出端口輸出。

3.按照權利要求1所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述傳感光源（1）包括順序相連的波分復用器（11）、兩個中心波長匹配的光纖光柵（12）構成的光纖光柵對以及位于所述光纖光柵對之間的增益介質（13），所述波分復用器（11）的另一輸入端口與泵浦單元（10）相連；所述泵浦單元（10）出射的泵浦激光通過所述波分復用器（11）引入所述增益介質（13）使增益介質粒子數反轉；所述光纖光柵對構成激光器的線性諧振腔，并選擇與所述光纖光柵對波長匹配的激光并由所述波分復用器（11）的輸出端口輸出。

4.按照權利要求1所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述傳感光源（1）包括順序相連的光纖光柵（12）及第二耦合器（16），所述第二耦合器（16）的兩個端口之間呈環形依次連接有波分復用器（11）、增益介質（13）及單向隔離器（14），所述波分復用器（11）的另一輸入端口與泵浦單元（10）相連；所述泵浦單元（10）出射的泵浦激光通過所述波分復用器（11）引入所述增益介質（13）使增益介質粒子數反轉；所述光纖光柵（12）與所述第二耦合器（16）構成環形腔并選擇與所述光纖光柵波長匹配的激光并由所述第二耦合器（16）的輸出端口輸出。

5.按照權利要求1所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述傳感光源（1）包括順序相連的光纖光柵（12）及環形器（15），所述環形器（15）的兩個端口之間呈環形依次連接有波分復用器（11）、增益介質（13）及第二耦合器（16），所述波分復用器（11）的另一輸入端口與泵浦單元（10）相連；所述泵浦單元（10）出射的泵浦激光通過所述波分復用器（11）引入所述增益介質（13）使增益介質粒子數反轉；所述光纖光柵（12）與所述環形器（15）構成環形腔并選擇與所述光纖光柵（12）波長匹配的激光并由所述第二耦合器（16）的輸出端口輸出。

6.按照權利要求2至5中任一項所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述光纖光柵（12）采用可調諧光纖光柵。

7.按照權利要求1所述的基于自混合的高靈敏度膜片式光聲光譜傳感器，其特征是：所述高靈敏度膜片（6）為非金屬介質膜或者金屬介質膜。