[发明专利]基于复合滤波器解调的拉曼检测系统

权利要求书

1.一种基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：包括用于激发待测物产生拉曼光的拉曼激发系统和用于对拉曼光谱信号解调的拉曼解调系统；

所述拉曼解调系统沿拉曼光传播方向依次包括双模光子晶体光纤声光可调谐滤波器、光纤模式滤波器和光电二极管；所述双模光子晶体光纤声光可调谐滤波器用于通过控制激励声波的频率进而控制双模光子晶体光纤声光可调谐滤波器的耦合波长，将特定波长的基模LP₀₁模耦合到双模光子晶体光纤中高阶模LP₁₁中调谐输出；所述光纤模式滤波器设置于多模光纤的端面，所述光纤模式滤波器用于阻止双模光子晶体光纤中基模LP₀₁通过，所述光电二极管于将高阶模LP₁₁光信号转换为电信号；

所述拉曼激发系统沿激励光传播方向依次包括激励激光源、光纤耦合器、光纤适配器和收集有待测气体的气体传感器，所述气体传感器包括中空光子晶体光纤和设置于中空光子晶体光纤内壁的碳纳米管-银纳米粒子复合层，所述中空光子晶体光纤的内腔作为待测气体的容纳腔且中空光子晶体光纤一端同时作为激励光的输入端和拉曼光的输出端。

2.根据权利要求 1 所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：与双模光子晶体光纤声光可调谐滤波器连接的传导光纤端面设置有瑞利光截止滤波器。

3.根据权利要求 1 所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：所述光纤模式滤波器通过基模自对准光刻法设置于多模光纤的端面。

4.根据权利要求 1 所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：所述光电二极管为雪崩光电二极管。

5.根据权利要求 1 所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：所述碳纳米管-银纳米粒子复合层通过下列方法设置于中空光子晶体光纤的内壁：

（1）采用化学还原法制备CNTs-AgNPs混合液；

（2）用带正电荷的聚烯丙胺盐酸盐溶液对自带负表面电荷的中空光子晶体光纤内壁进行官能化，使被吸附在中空光子晶体光纤内壁的聚烯丙胺盐酸盐形成银纳米颗粒的自组装位点；

（3）采用被动负压的方法将步骤（1）中的CNTs-AgNPs混合液填充到中空光子晶体光纤。

6.根据权利要求 5所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：在步骤（3）中，CNTs-AgNPs混合溶液填充到中空光子晶体光纤之前，需经过超声波震荡，震荡时间为30-60分钟，震动功率50-100W。

7.根据权利要求 6所述的基于复合滤波器解调的拉曼检测系统，其特征在于：在每次沉积步骤后，需采用Milli-Q水进行强烈漂洗，以去除多余的PAH溶液、CNTs-AgNPs混合溶液。