[發明專利]一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置

在審

• 申請號: 202110005477.9
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112834482A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 徐遠
• 申請（專利權）人: 遠正（江蘇）水務科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 深圳深瑞知識產權代理有限公司 44495
• 代理人: 劉慧玲

本發明公開了一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置，包括高精密度腔、被檢測氣體室、拉曼光場收集部件、光電探測器以及拉曼信息分析單元，所述被檢測氣體室位于高精密度腔的內部，所述拉曼光場收集部件與被檢測氣體室相對，所述光電探測器安裝在拉曼光場收集部件上，并與拉曼信息分析單元之間通過的導線對應連接。本發明所述的一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置，一是在有源激光諧振腔內部，雙向傳播過程中可以在兩個方向與被檢測氣體分子相互作用，同時有源諧振腔內的光場能量密度高，提高了氣體拉曼信號；二是光場是行波傳播，原理上避免了光場駐波節點的出現，行波光場與被檢測氣體分子相互作用使被檢測區域光場具有較好的均勻特性。

技術領域

本發明涉及氣體檢測技術領域，特別涉及一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，對生產和生活環境中的氣體濃度進行檢測對于人民生命財產安全、國家經濟發展和自然環境保護都有著重要的意義，近幾年中，由于未能及時探測生產環境中的有害氣體濃度而引發的重大安全事故數不勝數，隨著社會經濟的飛速發展，工業化進程也在不斷推進，很多有毒、易燃易爆氣體作為生產原料的使用也在逐日增加，而由此帶來的安全問題也變得越來越嚴峻；

目前，現有的拉曼檢測裝置在使用時，會出現光場駐波節點，其在對氣體分子檢測時，抗干擾能力差，且檢測不準確，無法滿足人們的要求，為此，我們提出一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置，包括高精密度腔、圓錐體矢量光場調節器、被檢測氣體室、拉曼光場收集部件、光電探測器以及用于對拉曼信號收集與分析的拉曼信息分析單元，所述被檢測氣體室位于高精密度腔的內部，所述拉曼光場收集部件與被檢測氣體室相對，所述光電探測器安裝在拉曼光場收集部件上，并與拉曼信息分析單元之間通過的導線對應連接。

優選的，所述高精密度腔包括激光增益部件、一號高反射腔鏡、二號高反射腔鏡和三號高反射腔鏡，所述一號高反射腔鏡、二號高反射腔鏡和三號高反射腔鏡兩兩之間的間距相等。

優選的，所述激光增益部件和圓錐體矢量光場調節器位于一號高反射腔鏡和二號高反射腔鏡之間。

優選的，所述被檢測氣體室位于二號高反射腔鏡和三號高反射腔鏡之間。

優選的，所述激光增益部件采用高壓氦氖腔中的一種，且激光增益部件產生波長為632.8nm的激光。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

一是在有源激光諧振腔內部，雙向傳播過程中可以在兩個方向與被檢測氣體分子相互作用，同時有源諧振腔內的光場能量密度高，兩種增加相互作用效應的方式從本質上提高了氣體拉曼信號；

二是光場是行波傳播，原理上避免了光場駐波節點的出現，行波光場與被檢測氣體分子相互作用使被檢測區域光場具有較好的均勻特性，增強檢測的可靠性和抗干擾能力；

三是行波光路上設置有圓錐體矢量光場調節器，圓錐體矢量光場調節器實現對光場的偏振矢量特性的調控，是光場具有矢量分布，行波光場與被檢測氣體分子相互作用過程中，是具有光場矢量選擇特性的，通過圓錐體矢量光場調節器對光場偏振特性進行優化，可以進一步提高腔增強效果，實現高靈敏度拉曼檢測。

附圖說明

圖1為本發明一種有源矢量光場腔增強拉曼檢測裝置整體結構的示意圖。

圖中：1、激光增益部件；2、一號高反射腔鏡；3、二號高反射腔鏡；4、三號高反射腔鏡；5、圓錐體矢量光場調節器；6、被檢測氣體室；7、拉曼光場收集部件；8、光電探測器；9、拉曼信息分析單元。

具體實施方式