基于微谐振环阵列分光技术的微量气体探测方法及探测器

摘要

本发明提出一种基于微谐振环阵列分光技术的微量气体探测方法及探测器，该方法为：红外激光先通过气体室，再进入设有由多个圆环形或跑道形的微谐振环组成的微谐振环阵列进行耦合分光，通过气体室后的红外激光中的共振波长光会被相应的微谐振环的下载波导耦合输出，再由光探测器检测耦合输出光的光强，根据光强的变化检测出待测气体的成分和浓度。探测器的结构为：光源通过光路或光纤与气体室相接，气体室的光输出端通过光纤-波导耦合装置与上载波导相接，多个光探测器与多个下载波导分别连接，上载波导和下载波导之间设有微谐振环阵列。本发明构思巧妙，可以同时检测多种气体，检测精度高，可实现探测器的集成化与便携化。

主权项

1.一种基于微谐振环阵列分光技术的微量气体探测方法，其特征在于，具体步骤为：将宽谱光源或连续可调激光器发出的红外激光通过一个用于充入待测气体的气体室，气体室外设有由2-20个不同周长的并呈一行依次排列的圆环形或跑道形的微谐振环组成的微谐振环阵列，由于上述不同的微谐振环因具有不同的周长或折射率而具有不同的共振波长，因此，通过气体室后的红外激光中的共振波长光会被相应的微谐振环的下载波导耦合输出，再由光探测器检测耦合输出光的光强，每一个微谐振环的下载波导对应一个光探测器；再由公式计算出某一种待测气体的气压P，式中I为由光探测器检测得到的光波通过气体后的光强，I₀为由光探测器检测得到的光波通过气体之前的光强，L为红外激光在气体室中穿过待测气体的长度，α为该种待测气体的吸收系数，α为已知常数，最后根据待测气体的气压P与待测气体浓度的对应关系最终得到待测气体浓度。