基于空芯光子晶体光纤气体参考腔的高灵敏度氨气检测

采用石英增强光声光谱检测系统,并引入空芯光子晶体光纤作为气体参考气室,实现对痕量氨气的高灵敏度检测。参考气室采用长5 m 的空芯光子晶体光纤,两端熔接单模光纤,内部填充标准氨气。通过分析空芯光子晶体光纤的模态干涉,获得低干涉噪声的透射谱。气体填充过程中,控制填充压强与时间,提高谱线分辨率,完成分布反馈式(DFB)激光器波长的精确锁定,提高检测精度。测量参考气体腔内氨气吸收谱线线宽,并与高分辨率光谱谱线(HITRAN)数据库数据对比验证实验结果。采用光声光谱检测系统,优化调制参数,获得氨气噪声等效浓度(即指体积分数)为6.74×10-6(3σ)。