[发明专利]基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器

权利要求书

1.基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：包括宽谱光源、隔离器I、耦合器I、耦合器II、耦合器III、耦合器IV、保偏空芯光子晶体光纤、泵浦激光器、隔离器II、环形器、滤波器、光谱仪、衰减器和FP干涉计；所述保偏空芯光子晶体光纤和耦合器II构成Sagnac干涉计；

所述宽谱光源、隔离器I和耦合器I依次连接，耦合器I的分光光路上并列设置有Sagnac干涉计和FP干涉计，FP干涉计所在分光光路上还设置有耦合器III和衰减器，耦合器I分光后进入耦合器IV，耦合器IV与环形器、滤波器、光谱仪依次连接；泵浦激光器、隔离器II与环形器依次连接；

探测光的光学路径为：探测光由宽谱光源发出，经过隔离器I，进入耦合器I分成两束光；一束光经耦合器II进入保偏空芯光子晶体光纤，再经耦合器II进入耦合器IV，另一束光依次进入耦合器III、FP干涉计、耦合器III、衰减器后进入耦合器IV；两束光于耦合器IV合成一束光后依次进入环形器、滤波器和光谱仪；

泵浦光的光学路径为：泵浦光由泵浦激光器发出，依次经过隔离器II、环形器、耦合器VI，然后进入Sagnac干涉计。

2.根据权利要求1所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述保偏空芯光子晶体光纤的长度为0.5-5米，保偏空芯光子晶体光纤的两端分别与单模光纤熔接，保偏空芯光子晶体光纤的直径与单模光纤相同均为125微米。

3.根据权利要求2所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：保偏空芯光子晶体光纤的纤芯为空气，纤芯直径为10-30微米；保偏空芯光子晶体光纤的侧面有多个开孔，开孔的直径为5-20微米，开孔的密度为10-100个/米。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述耦合器I、耦合器II、耦合器III、耦合器IV的分光比为50：50，光束由耦合器II进入Saganc干涉计后，探测光分成两束光，两束光在Sagnac环内沿相反的方向传输，然后经耦合器II合成一束光，实现干涉。

5.根据权利要求4所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述泵浦激光器为窄带DFB激光器，泵浦激光器的波长与被测气体的吸收峰重合，宽谱光源作为探测激光器。

6.根据权利要求5所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：长度在5-20毫米范围内的空芯光纤两端与单模光纤熔接形成FP干涉计。

7.根据权利要求6所述的基于大气室Sagnac干涉计与FP干涉计并联结构的光谱探测型气体传感器，其特征在于：所述空芯光纤的空芯的直径与单模光纤相同均为125微米，空芯光纤的纤芯为空气，纤芯直径均为10-30微米。