一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置及方法

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	一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置及方法
其他题名	一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置及方法
	马欲飞; 何应; 于欣; 彭江波
	2019-03-22
专利权人	哈尔滨工业大学
公开日期	2019-03-22
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明实施例涉及一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的第一半导体激光器(1)、准直聚焦透镜组(2)、玻璃基片(3)、聚合物薄膜微腔(4)、光电探测器(5)、锁相放大器(6)、第二半导体激光器(7)、准直聚焦透镜组(8)、微型共振腔(9)、数据采集与控制模块(10)、计算机(11)。根据锁相放大器解调的二次谐波信号幅值作为系统探测的信号值，便可实现水汽浓度的反演。经系统各参数优化调节，根据探测信号强度与探测噪声综合评价此种光声光谱气体传感器的性能，技术效果优异。
其他摘要	本发明实施例涉及一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的第一半导体激光器(1)、准直聚焦透镜组(2)、玻璃基片(3)、聚合物薄膜微腔(4)、光电探测器(5)、锁相放大器(6)、第二半导体激光器(7)、准直聚焦透镜组(8)、微型共振腔(9)、数据采集与控制模块(10)、计算机(11)。根据锁相放大器解调的二次谐波信号幅值作为系统探测的信号值，便可实现水汽浓度的反演。经系统各参数优化调节，根据探测信号强度与探测噪声综合评价此种光声光谱气体传感器的性能，技术效果优异。
主权项	一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置，其特征在于，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的第一半导体激光器(1)、准直聚焦透镜组(2)、玻璃基片(3)、聚合物薄膜微腔(4)、光电探测器(5)、锁相放大器(6)、第二半导体激光器(7)、准直聚焦透镜组(8)、微型共振腔(9)、数据采集与控制模块(10)、计算机(11)；其中，所述第一半导体激光器(1)和第一准直聚焦透镜组(2)、玻璃基片(3)、聚合物薄膜微腔(4)、光电探测器(5)、第二半导体激光器(7)、第二准直聚焦透镜组(8)、微型共振腔(9)构成一个全光学结构的光声激励与探测系统；该系统与所述锁相放大器(6)、数据采集与控制模块(10)、计算机(11)构成整个聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置；所述第一半导体激光器(1)为输出波长是1310-1550nm的连续波分布反馈式半导体激光器；所述第二半导体激光器(7)为输出波长是1395nm的连续波分布反馈式半导体激光器；所述玻璃基片(3)直径为30-40mm、厚度为0.5-0mm；所述聚合物薄膜微腔(4)的平凹腔长为300-500μm，直径为2.2-4.0mm，所述聚合物薄膜微腔(4)的平面以及凹面均镀有1310-1550nm高反介质膜，反射率为98％；所述光电探测器(5)的工作波段覆盖1310-1550nm；所述微型共振腔(9)的长度为10mm，内径与外径分别为1mm、27mm的空心金属管；所述第一准直聚焦透镜组(2)将所述第一半导体激光器(1)输出激光准直并聚焦为直径100μm的光斑，且该光斑位于所述聚合物薄膜微腔(4)的内部；所述光电探测器(5)产生的信号输出至锁相放大器(6)中，锁相放大器(6)将其信号转换为数字信号并进行谐波解调，其中所述锁相放大器(6)解调的信号为光电探测器(5)所接受的光强信号；所述第一半导体激光器(1)、锁相放大器(6)、第二半导体激光器(7)分别连接至所述数据采集与控制模块(10)，所述计算机(11)连接数据采集与控制模块(10)，通过上位机软件进行实时控制。
申请日期	2018-10-15
专利号	CN109507116A
专利状态	申请中
申请号	CN201811196116.1
公开（公告）号	CN109507116A
IPC 分类号	G01N21/17 \| G01N21/39
专利代理人	张文平
代理机构	北京睿驰通程知识产权代理事务所(普通合伙)
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/55086
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	哈尔滨工业大学
推荐引用方式 GB/T 7714	马欲飞,何应,于欣,等. 一种基于聚合物薄膜微腔的光声光谱气体传感装置及方法. CN109507116A[P]. 2019-03-22.

条目包含的文件
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CN109507116A.PDF（363KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文