[發明專利]一種基于三角微腔雙路F-P干涉補償的氣體傳感探頭

有效

• 申請號: 201910072881.0
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109632715B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李晉;隋政麒;李周兵
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種基于三角微腔雙路F-P干涉補償的氣體傳感探頭，其特征在于，該探頭包括光路腔室(1)和檢測腔室(2)，兩個腔室被密封板(3)隔離開；光路腔室(1)包括光源(4)，檢測腔室(2)由光纖結構(8)、柵隔支架(11)、進氣口(12)和出氣口(13)構成，光纖結構(8)的一端構建有氣體檢測室(9)，氣體檢測室(9)的外形為等腰三角棱柱，其為采用飛秒激光刻蝕技術在光纖上加工得到的空腔，直角邊的邊長為150微米，該結構在橫縱方向構建兩個F-P腔結構；光纖結構(8)的端頭涂覆了金膜反射層(10)；光源(4)發出的光經過分光棱鏡(5)后，再經過凸透鏡(7)聚焦準直，進入光纖結構(8)內，進入光纖結構(8)的光信號到達氣體檢測室(9)的斜邊反射面時，一部分光反射到金膜反射層(10)再回到纖芯，另一部分光則會進入氣體檢測室(9)并在金膜反射層(10)反射，兩路光信號在各自經過一個F-P腔后，再次到達氣體檢測室(9)的斜邊反射面時均與原始光信號干涉，形成兩種干涉信號，兩種干涉信號均通過纖芯反射回光路腔室(1)，經凸透鏡(7)聚焦和分光棱鏡(5)反射后，由光探測器(6)接收。

2.根據權利要求1所述的氣體傳感探頭，其特征在于：所述的光源(4)的輸出波長為1520-1580nm；所述的光探測器(6)的工作波長為350-2000nm。

3.根據權利要求1或2所述的氣體傳感探頭，其特征在于：所述的凸透鏡(7)的焦距為5mm。

4.根據權利要求1或2所述的氣體傳感探頭，其特征在于：所述的光纖結構(8)的外形為圓柱形，其纖芯直徑為20微米，材料為二氧化硅，包層直徑為300微米，材料為聚酰亞胺。

5.根據權利要求1或2所述的氣體傳感探頭，其特征在于：所述的金膜反射層(10)的厚度為10微米。

6.根據權利要求5所述的氣體傳感探頭，其特征在于：所述的柵隔支架(11)為帶有多孔柵格結構的亞克力板，以利于氣體在檢測腔室(2)內的自由流動。