[发明专利]基于激光倍频及空芯光纤的拉曼光谱液体探测方法

权利要求书

1.基于激光倍频及空芯光纤的拉曼光谱液体探测方法，该方法包括如下步骤：

(a)使用波长为915纳米或976纳米的连续激光器作为光源，通过波分复用器将所述连续激光器发出的激光耦合进入由第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅构成的激光谐振腔；

(b)所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅之间还依次连接有源光纤和三硼酸锂倍频晶体；所述连续激光器发出的激光经过所述有源光纤放大后并在所述激光谐振腔内振荡产生为1微米波长激光；

(c)所述1微米波长激光再经过所述三硼酸锂倍频晶体产生倍频并输出532纳米窄线宽激光；所述532纳米窄线宽激光通过聚光透镜聚焦至空芯光纤内且所述空芯光纤内装有待测液体；

(d)所述532纳米窄线宽激光作为激发光激发所述待测液体产生拉曼散射光并经收集光路透镜导入至光电探测器中；

(e)所述光电探测器将探测到的所述激发光和所述拉曼散射光传输至数据分析系统进行分析，其中，所述拉曼光谱的强度与所述空芯光纤的长度之间的变化以下遵循方程：

所述激发光和所述拉曼散射光在所述空芯光纤内的液体中呈e指数衰减，且具有相同的损耗系数，其中P_R为拉曼散射光强度，P_L为激发光强度，α为所述空芯光纤内液体的损耗系数，χ为所述空芯光纤的长度，K为所述空芯光纤内液体的散射截面和光纤数值孔径相关的常数；

(f)所述数据分析系统经分析获得所述待测液体的拉曼光谱，进一步实现对所述待测液体的成分的探测。

2.根据权利要求1所述的液体探测方法，其特征在于：所述空芯光纤为空芯石英光纤且外部包层的两端部由焊锡进行固定。

3.根据权利要求2所述的液体探测方法，其特征在于：所述空芯光纤的内壁均镀有高反介质膜。

4.根据权利要求3所述的液体探测方法，其特征在于：所述有源光纤为掺镱光纤。

5.根据权利要求4所述的液体探测方法，其特征在于：所述连续激光器采用蝶形激光光源。

6.根据权利要求5所述的液体探测方法，其特征在于：所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅均采用反射率大于90％、3dB线宽小于0.2纳米且反射波长为1060纳米的光纤光栅。