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公开(公告)号：CN114486792B
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202210051808.7
申请日：2022-01-17
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359
Abstract: 本发明提供了一种基于近红外双波长光子晶体慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外探测激光模块、近红外泵浦激光模块、近红外双波长光子晶体慢光波导传感模块、输入光纤耦合器、光纤相位延迟器、光纤环形器、输出光纤耦合器、相位调整模块、二次谐波信号提取模块；双波长光子晶体慢光波导传感模块由双波长光子晶体慢光波导和耦合波导构成，并作为马赫‑曾德尔干涉仪的一个臂，光纤相位延迟器作为马赫‑曾德尔干涉仪的另一个臂，泵浦光被气体吸收产生光热效应，近红外探测光源模块输出的探测光经马赫‑曾德尔干涉仪产生光热干涉信号，经过二次谐波信号提取模块处理后确定气体浓度。
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公开(公告)号：CN107941736B
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN201711155676.8
申请日：2017-11-10
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/01
Abstract: 本发明提供了一种基于宽带红外光源的调制吸收光谱气体检测装置及方法，装置包括恒流驱动模块、宽带红外光源、第一凸透镜、气室、进气管、出气管、第二凸透镜、压力控制器、气泵、光栅模块、PZT、PZT驱动模块、探测器、锁相放大器、数据采集卡、微控制器。方法包括利用光栅模块对气体吸收后的宽带红外光信号进行精密分光处理，同时利用PZT对出射光信号进行扫描/调制式的“筛选”处理并输出探测，再利用锁相放大器提取出二次谐波信号表征气体浓度。本发明还提供了宽带红外光源的归一化输出光谱进行测试及定标的辅助装置和方法。本发明为研制基于宽带红外光源的低成本、高选择性与高灵敏的调制吸收光谱气体检测装置提供了新型解决方案。
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公开(公告)号：CN107941735B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201711155633.X
申请日：2017-11-10
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN116698779A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310500089.7
申请日：2023-05-06
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504
Abstract: 本发明提供一种基于表面增强红外吸收光谱的非色散多气体红外气体检测装置及检测方法，涉及红外气体检测领域。装置包括红外LED光源、合束镜、平凹反射镜、离轴抛物面镜、基于表面增强红外吸收光谱的反射型气室、CaF2聚焦透镜、红外探测器、LED温控驱动器、前置放大器、数字锁相放大器、探测器温控驱动器和主控制器单元。其中反射型气室是由硅衬底、金层、氧化铝(Al2O3)层、组合金属阵列天线、CaF2窗口组成的聚二甲基硅氧烷(PDMS)气室。本发明采用组合金属阵列，调整特征吸收位置，使多气体分析物充分利用增强表面区域的电场，从而有效增强分析物对红外光的吸收，提高了传感性能。
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公开(公告)号：CN114486792A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210051808.7
申请日：2022-01-17
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359
Abstract: 本发明提供了一种基于近红外双波长光子晶体慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外探测激光模块、近红外泵浦激光模块、近红外双波长光子晶体慢光波导传感模块、输入光纤耦合器、光纤相位延迟器、光纤环形器、输出光纤耦合器、相位调整模块、二次谐波信号提取模块；双波长光子晶体慢光波导传感模块由双波长光子晶体慢光波导和耦合波导构成，并作为马赫‑曾德尔干涉仪的一个臂，光纤相位延迟器作为马赫‑曾德尔干涉仪的另一个臂，泵浦光被气体吸收产生光热效应，近红外探测光源模块输出的探测光经马赫‑曾德尔干涉仪产生光热干涉信号，经过二次谐波信号提取模块处理后确定气体浓度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107941736A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711155676.8
申请日：2017-11-10
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/01
Abstract: 本发明提供了一种基于宽带红外光源的调制吸收光谱气体检测装置及方法，装置包括恒流驱动模块、宽带红外光源、第一凸透镜、气室、进气管、出气管、第二凸透镜、压力控制器、气泵、光栅模块、PZT、PZT驱动模块、探测器、锁相放大器、数据采集卡、微控制器。方法包括利用光栅模块对气体吸收后的宽带红外光信号进行精密分光处理，同时利用PZT对出射光信号进行扫描/调制式的“筛选”处理并输出探测，再利用锁相放大器提取出二次谐波信号表征气体浓度。本发明还提供了宽带红外光源的归一化输出光谱进行测试及定标的辅助装置和方法。本发明为研制基于宽带红外光源的低成本、高选择性与高灵敏的调制吸收光谱气体检测装置提供了新型解决方案。
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公开(公告)号：CN107941735A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711155633.X
申请日：2017-11-10
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN114486791B
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202210049935.3
申请日：2022-01-17
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359
Abstract: 本发明提供了一种基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外激光器、光纤准直器、第一近红外透镜、气室、第一窗口片、基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器、第二窗口片、中红外透镜、中红外激光器、第二近红外透镜、二次谐波信号提取模块、温度控制模块、电流控制模块和探针台。本发明中的基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器的体积小，具有便携性，同时在近红外波段和中红外波段产生慢光效应，增强分析物对中红外抽运光的吸收，增强近红外探测光的相位变化，并且使用悬浮结构的光子晶体波导增强光与分析物的作用效果，提高传感器的灵敏度。
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公开(公告)号：CN112067569B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202010839539.1
申请日：2020-08-19
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明提供一种基于表面增强红外吸收光谱的狭缝光波导传感器，涉及红外分析物检测领域。包括输入锥形耦合波导、输入矩形波导、内嵌金属天线的传感波导、输出矩形波导、输出锥形耦合波导；沿截面方向上，内嵌金属天线的传感波导包括衬底、金属天线、第三高折射率芯层、第三低折射率包层，衬底为氟化钙，低折射率包层为空气，高折射率芯层为硫系玻璃；高折射率芯层位于衬底上，高折射率芯层中间形成狭缝，金属天线的一部分嵌入芯层、另一部分悬浮于狭缝中。本发明在实施传感时，将待测物填充狭缝。利用狭缝波导将光限制在狭缝中，增强了金属纳米天线缝隙附近的电场，由于缝隙周围填充了待测物，使待测物充分利用增强区域的电场，从而有效增强了待测物对红外光的吸收，提高了传感性能。
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公开(公告)号：CN114486791A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210049935.3
申请日：2022-01-17
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359
Abstract: 本发明提供了一种基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外激光器、光纤准直器、第一近红外透镜、气室、第一窗口片、基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器、第二窗口片、中红外透镜、中红外激光器、第二近红外透镜、二次谐波信号提取模块、温度控制模块、电流控制模块和探针台。本发明中的基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器的体积小，具有便携性，同时在近红外波段和中红外波段产生慢光效应，增强分析物对中红外抽运光的吸收，增强近红外探测光的相位变化，并且使用悬浮结构的光子晶体波导增强光与分析物的作用效果，提高传感器的灵敏度。
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