基于光纖微結(jié)構(gòu)和快速頻率調(diào)制激光光譜的氣體檢測方法.pdf

1、近年來，社會工業(yè)生產(chǎn)水平在不斷提高，人們的生活質(zhì)量也在不斷改善，但伴隨而來的由人們生產(chǎn)生活引起的環(huán)境污染問題也在愈發(fā)的嚴(yán)重，因此防治污染，保護(hù)環(huán)境，推行可持續(xù)健康發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)階段最受關(guān)注的社會焦點(diǎn)。氣體污染作為最嚴(yán)重的幾種污染問題之一，其對于人們的身心健康以及生產(chǎn)生活都有極大的危害，因此對于快速、有效的氣體檢測技術(shù)的研究是非常有實(shí)際意義的。
　　作為傳統(tǒng)的氣體檢測傳感方法，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）有著光氣作用長

2、度不足，氣池體積大而難以小型化，掃頻速度慢的局限性。本文針對這一問題提出TDLAS技術(shù)結(jié)合光纖微結(jié)構(gòu)傳感器和快速頻率調(diào)制技術(shù)的新型氣體檢測傳感方案，具體內(nèi)容如下：
　?。?）闡述了吸收譜型氣體檢測方法的工作原理，并分析了不同狀態(tài)下的氣體吸收譜的變化趨勢；介紹了HITRAN在線模擬數(shù)據(jù)庫及其使用方法，為實(shí)際使用改進(jìn)型TDLAS技術(shù)進(jìn)行氣體檢測提供了理論基礎(chǔ)。
　?。?）設(shè)計并搭建光纖微結(jié)構(gòu)加工系統(tǒng)，利用普通單模光纖與光纖石英毛

3、細(xì)管進(jìn)行嘗試性加工，觀察加工結(jié)果并對加工系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與優(yōu)化，分析不同加工方法對加工結(jié)果的影響。
　　設(shè)計并制作了一種利用1.4m光子帶隙光纖作為容納待測氣體的微型氣池的光纖微結(jié)構(gòu)傳感器。搭建檢測光路，對其進(jìn)行性能測試，測試結(jié)果與HITRAN模擬結(jié)果基本一致，證明了該傳感器能夠檢測極低的氣體粒子密度。
　?。?）在傳統(tǒng)TDLAS技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用外加射頻調(diào)制模塊實(shí)現(xiàn)快速掃頻，首次在通信波段觀測到乙炔氣體透射譜中的快速通過現(xiàn)象(