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专利号: 202210511172X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于声波直接耦合‑多光程光声池的光声光谱检测系统,其特征在于,包括调制器(1)、DFB激光光源(2)、隔离器(3)、声波直接耦合‑多光程光声池(4)、环形器(5)、低相干超辐射发光二极管光源(6)、电荷耦合器件CCD (7)、计算机(8),所述调制器(1)、DFB激光光源(2)、隔离器(3)、声波直接耦合‑多光程光声池(4)、环形器(5)、低相干超辐射发光二极管光源(6)依次连接,所述环形器(5)还与电荷耦合器件CCD (7)相连接,所述电荷耦合器件CCD (7)与计算机(8)相连接;其中,调制器(1)用于对DFB激光光源进行调制,DFB激光光源(2) 用于发出激光作为检测系统的激发光,隔离器(3) 用于保证激发光的单向传输,防止激发光反射传入DFB激光器,声波直接耦合‑多光程光声池(4) 用于激发光激发待测气体产生声波信号以及通过声波直接耦合的方式把声波加载到探测光上,环形器(5) 用于规定激光的传输方向,低相干超辐射发光二极管光源(6) 用于发出激光作为检测系统的检测光,电荷耦合器件CCD (7) 用于对接收到的干涉光信号进行检测转化为电信号,计算机(8) 用于对所述电荷耦合器件CCD (7)检测到的电信号进行处理;

所述声波直接耦合‑多光程光声池(4)包括光声池池体(10)、激发光准直器(11)、进气口(12)、刚性FPE结构(13)、出气口(14)、金膜(15)及探测光准直器(16),激发光准直器(11)设置光声池池体(10)的池体顶部,进气口(12)、出气口(14)分别设置在池体的一侧上、下位置,探测光准直器(16)设置在池体的中部位置,光声池内表面和探测光准直器(16)的端面构成刚性FPE结构 (13),光声池池体(10)的四周壁上镀有金膜(15),其中激发光准直器(11) 用于对激发光进行准直,使其平行入射到所述声波直接耦合‑多光程光声池中,进气口(12) 用于把待测气体通入所述声波直接耦合‑多光程光声池中,刚性FPE结构(13) 用于使探测光在所述刚性FPE结构中反射,探测光加载上待测气体折射率变化信息,后与所述探测光准直器端面反射的光一起返回光纤中发生干涉,出气口(14) 用于把待测气体排出所述声波直接耦合‑多光程光声池,金膜(15) 镀在所述声波直接耦合‑多光程光声池的内表面上,实现对激发光和探测光的反射,及探测光准直器(16) 用于对探测光进行准直,使其平行入射到所述声波直接耦合‑环形多光程光声池中,同时把部分探测光在端面反射回来。

2.根据权利要求1所述的一种基于声波直接耦合‑多光程光声池的光声光谱检测系统,其特征在于,还包括激发激光(9),所述激发激光(9)在光声池池体(10)内壁发生多次反射,充分地与声波直接耦合‑多光程光声池(4)中的痕量气体发生作用产生声音信号,所述声音信号反作用于所述痕量气体改变了所述痕量气体的折射率。

3.根据权利要求1所述的一种基于声波直接耦合‑多光程光声池的光声光谱检测系统,其特征在于,所述声波直接耦合‑多光程光声池为环形结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于声波直接耦合‑多光程光声池的光声光谱检测系统,其特征在于,刚性FPE结构两表面反射光通过探测光准直器(16)重新耦合进光纤再经过环形器(5)在电荷耦合器件CCD(7)处发生干涉,干涉信号被电荷耦合器件CCD(7)转换为电信号传入计算机(8)进行处理得到反射光携带的痕量气体折射率变化信息,进一步解调出痕量气体折射率变化所携带的声波信息,最后通过标准气体标定法得到痕量气体的浓度信息。