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公开(公告)号：CN117825311A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202311620380.4
申请日：2023-11-30
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359 , G01N21/45 , G01N21/01
Abstract: 本发明属于红外分析物检测技术领域，具体涉及一种片上多组分气体传感系统，包括近红外窄线宽探测激光器、近红外可调谐泵浦激光模块、近红外宽带光子晶体慢光波导、片上马赫‑曾德尔干涉仪、光纤耦合器、光纤分束器、光纤滤波器、低通滤波模块、相位调整模块、信号处理模块。本发明通过优化光子晶体的结构，产生八个模式，八个模式具有接近200nm的慢光带宽。探测激光在1550纳米处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模。泵浦激光在气体吸收峰波长处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模或者奇模，这些模式能覆盖1500‑1700nm范围内产生慢光效应，实现多组分气体检测。
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公开(公告)号：CN117805050A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202311605161.9
申请日：2023-11-29
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G02B6/122 , G02B6/13 , G01N21/25 , G01N21/27
Abstract: 本发明提供一种基于谷光子晶体波导边界态的气体传感装置及气体检测方法，属于红外分析物检测技术领域。针对目前常规光子晶体波导存在的损耗大、器件难以拐弯及性能易受工艺误差影响的问题，本发明的传感装置包括谷光子晶体波导传感模块、输入光源模块、偏振控制器、输入锥形光纤、输出锥形光纤、输出光探测模块、信号采集模块、信号处理模块、第一温度控制模块、电流控制模块、第二温度控制模块，通过对谷光子晶体波导传感模块的谷光子晶体波导改变晶格的对称性形成拓扑绝缘体，利用拓扑保护的边界态实现“Z”形光路传输，可以有效减小传感装置的尺寸，同时降低了传感器的损耗并提高鲁棒性，降低了工艺误差对传感器性能的影响。
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公开(公告)号：CN117760961A
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202311270633.X
申请日：2023-09-28
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种片上微腔双光梳传感器及其应用和应用方法，属于光波导传感器技术领域。所述片上微腔双光梳传感器包括硅波导衬底、光纤耦合输入倒锥形模斑转换器、微腔耦合总线直波导、克尔波导微腔、金属接触、光纤耦合输出倒锥形模斑转换器、传感波导和热电半导体制冷片；该片上微腔双光梳传感器与混合偏振泵浦激光模块、电学控制系统、光谱分析与数据处理系统可组装形成一种基于偏振复用单腔克尔双梳的片上气体检测装置，该片上气体检测装置利用混合偏振泵浦激发的正交偏振克尔双梳作为光源，集成高灵敏度、高紧凑性的传感波导，具有可同时多痕量气体探测能力，对采集的多外差干涉射频谱进行处理与分析，可以完成多种气体的种类与浓度的反演。
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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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117782978A
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202311270144.4
申请日：2023-09-28
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/01 , G01N21/3504 , G01N21/359 , G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种片上集成微腔克尔频率梳气体检测装置及其应用，属于近红外分析物检测领域，气体检测装置包括泵浦激光产生模块、片上微腔频率梳传感器和控制系统，泵浦激光产生模块的输出端与上微腔频率梳传感器的输入端耦合，片上微腔频率梳传感器的输出端与控制系统耦合，控制系统用于控制泵浦激光产生模块和片上微腔频率梳传感器的工作状态，完成对多组分待测气体的种类与浓度的反演和检测；本装置利用微腔中形成的高转换效率宽带相干克尔频率梳作为光源，集成在空气中具有高限制因子的传感波导，通过后端的光谱分析与处理，可以实时对多组分气体的种类与浓度进行反演，具有检测气体种类多样、系统体积小、集成度高的特点。
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公开(公告)号：CN116318060A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310269849.8
申请日：2023-03-20
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明属于纳秒级脉冲宽度调制(PWM)脉冲生成技术领域，具体涉及一种基于FPGA的宽范围高可调纳秒级窄脉冲发生系统；包括FPGA核心控制电路、高速并行数模转换电路和高压摆运算放大电路，其中FPGA核心控制电路输出并行数字量给高速并行数模转换电路输入端，所述高速并行数模转换电路输出端接高压摆运算放大电路的输入端，信号经高压摆运算放大电路放大，变为高速窄脉冲信号；本发明能够实现脉冲宽度、脉冲幅度连续可调。
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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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公开(公告)号：CN112067569A
公开(公告)日：2020-12-11
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：CN117805051A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202311620815.5
申请日：2023-11-30
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359 , G01N21/45 , G01N21/01
Abstract: 本发明公开了一种基于光子晶体慢光波导和模式相位差的光热干涉光谱气体传感装置及检测方法，属于光波导传感器技术领域。该气体传感装置包括片上传感器、激光模块、模式激发模块和信号处理模块，激光模块能够产生探测光和泵浦光，探测光经过模式激发模块后以奇模和偶模两种模式在片上传感器中传输，泵浦光通过热传导改变片上传感器器件的折射率，信号处理模块通过检测探测光奇模模式和偶模模式的相位差信息，分析待测气体的浓度信息。本发明中能够同时在探测光多种传输模式和泵浦光波段产生慢光效应，增加器件的有效光程，增强待测气体对泵浦光的吸收和探测光的相位差积累，从而提高传感装置的灵敏度和响应速度。
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