[发明专利]一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法

摘要

本发明提出了一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法。由激光器1、气室3、探测器5、锁相放大器7、信号发生器11、电流控制系统13和计算机系统9组成。其特点是气室3由光子晶体槽波导构成，利用其慢光特性增加光与待测气体之间的接触作用，通过在光子晶体槽波导两侧的空气槽中填充不同折射率的液体，获得高群折射率、宽带宽、波长可调且不受空气孔半径制备误差影响的慢光特性，实现对多组分气体浓度的高灵敏度测量，并结合谐波检测信号处理方法，避免了噪声干扰、光源波动、光纤传输损耗等引入的测量误差，提高了测量精度。

主权项

一种基于光子晶体槽波导的多组分气体浓度测量方法，包括传感单元、信号处理单元以及连接它们的光纤链路和计算机系统，所述的传感器单元包括激光器1、气室3、电流控制系统13以及信号发生器11，其特征在于：所述的气室3是由光子晶体槽波导构成的；所述的信号处理单元包括一个探测器5和一个锁相放大器7；电流控制系统13受到信号发生器11发出的正弦电信号的控制，输出的正弦调制电流将加载在激光器1的直流驱动电流上，调制后的光信号经过传输光纤2送至气室3，部分光信号会被气室3中的待测气体吸收，其余未被吸收的光经过光电探测器5转换为电信号后输送给锁相放大器7作为测量信号，而锁相放大器7同时还受到信号发生器11发出的与电流控制系统13接收到的调制频率相同的正弦电信号并将其作为参考信号，最后，锁相放大器7输出的电信号由串口传送至计算机系统9进行数据的采集、处理以及显示。