作者单位
摘要
西安电子科技大学 物理与光电工程学院,西安 710071
搭建了一套高灵敏度的光声一氧化碳气体传感器。采用波长为1 566.3 nm的近红外分布式反馈激光器作为激励光源,并利用商用光纤放大器将激光功率泵浦到10 W量级,解决了由于近红外波长区域吸收线强较弱带来的探测灵敏度低等问题。设计了由两个结构完全相同的光声共振腔构成的双通道差分光声池,抑制了由高功率激光引入的窗口噪声。通过优化传感器的激励光功率和工作压强,在50 ppm的CO/N2标准气中,获得的光声信号幅值为1.38 mV,1σ噪声为0.96 μV,探测信噪比为1 437.5,探测灵敏度为34 ppb,归一化噪声等效系数为1.74×10-8 cm-1W/Hz1/2
光声光谱 红外光谱 声学谐振腔 结构设计 一氧化碳 气体传感器 Photoacoustic spectroscopy Infrared spectroscopy Acoustic resonators Stroctural design Carbon monoxide Optical gas sensors 
光子学报
2021, 50(10): 1030002
作者单位
摘要
1 安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室, 安徽 淮南 232001
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
以典型的圆柱形光声池为研究对象,建立光声池声学仿真有限元模型,并在此基础上,研究了光声池中谐振腔、缓冲腔、进出气孔结构参数以及温度、湿度因素对其声学本征频率的影响规律.研究结果表明:圆柱形光声池的进、出口孔对其声学本征频率影响极不敏感,设计计算中可以忽略不计,谐振腔的长度影响最为敏感,其次为谐振腔的直径.此外缓冲腔的长度与直径对其亦有一定影响,因而在准确计算时需要加以考虑.温度与湿度对光声池声学本征频率的影响均呈现正线性增长规律,温度的影响随着谐振腔长度的增大而减小,湿度的影响随着温度的升高而增大,仅计算光声池的声学本征频率时,湿度的影响在室温环境下且湿度变动较小的条件下可以忽略.
光声光谱 光吸收 声学谐振腔 计算机仿真 气体传感器 Photoacoustic spectroscopy Light absorption Acoustic resonators Computer simulation Gas detectors 
光子学报
2020, 49(2): 0230001

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