[发明专利]一种中红外双狭缝波导微腔光谱气体传感器及其使用方法

摘要

本发明提供一种中红外双狭缝波导微腔增强吸收光谱气体传感器及其使用方法，涉及红外检测技术领域。传感器包括，主控单元、光源模块、聚光镜、光纤、探测器、光波导微腔单元、放大滤波单元、信号采集单元。方法为光源模块产生中红外波段的光波信号，经由聚光镜、光纤，输入到光波导微腔中；光波导微腔采用双狭缝微环谐振腔结构，包括用于片上噪声感知的参考波导腔和目标气体填充狭缝的探测波导腔，两个腔的输出分别经由探测器转换为电信号，经放大滤波单元处理后，由信号采集单元转换为数字信号；主控单元对数字信号进行数字锁相处理后确定待测气体的浓度。本发明为微小型化的现场、实时、并行、原位气体的精确测量提供了解决方案。

主权项

一种中红外双狭缝波导微腔光谱气体传感器，包括主控单元，其特征在于，所述中红外双狭缝波导微腔光谱气体传感器还包括中红外光源模块、第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、光纤、第一探测器、第二探测器、光波导微腔单元、第一放大滤波单元、第二放大滤波单元、第一信号采集单元、第二信号采集单元；所述中红外光源模块用于产生中红外波段的光波信号，经由第一聚光镜汇聚后输入至光纤中；所述光波导微腔单元具有一个输入端和两个输出端，输入端用于与光纤的输出端相连，两个输出端分别用于经由第二聚光镜、第三聚光镜汇聚后，入射到第一探测器和第二探测器上，转换为电信号，然后输出；所述第一探测器和第二探测器分别用于将输出的电信号输入到第一放大滤波单元和第二放大滤波单元，进行滤波与放大处理，然后输出；所述的第一信号采集单元和第二信号采集单元分别用于接收第一放大滤波单元和第二放大滤波单元的信号，经采样、保持和模数转换后，转换为数字信号后，然后输出；所述的主控单元用于产生中红外光源模块、光波导微腔单元的控制信号；接收第一信号采集单元和第二信号采集单元输出的数字信号进行处理，并根据处理结果确定待测气体的浓度。