[实用新型]高效光程折叠器件及小型化高灵敏度气体传感器

说明书

本申请属于激光气体传感领域，提供一种高效光程折叠器件及小型化高精度气体传感器，高效光程折叠器件可以实现对光束的多次反射，具备较长的光程以及较高的光程体积比，体积小巧；小型化高灵敏度气体传感器通过采用第一方面和第二方面提供的高效光程折叠器件，光程长、体积小、光路结构稳定，可以有效提高气体浓度测试结果的准确性和精度。

技术领域

本申请涉及激光气体传感领域，具体涉及一种高效光程折叠器件及小型化高精度气体传感器。

背景技术

小型化高灵敏度气体传感器主要应用于煤炭、石油化工、电力、冶金、市政工程等有可能出现易燃易爆及污染气体泄露、对人民生命财产安全产生重大威胁的领域。目前TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)技术主要基于可调激光在近红外波段进行光谱分析，是目前气体探测领域一个重要的发展方向。基于TDLAS技术的气体探测器主要包括：可调激光器、探测气室、光电探测器、辅助机械和电子部件，为了达到足够的探测灵敏度，需要探测气室具有较长的光程，以使激光束在所需分析气体内传输足够的距离以增强吸收谱线，探测气室需采用光程折叠的形式，在有限体积内尽可能多次反射光束以达到足够的光程，从而实现小型化和高灵敏度、能在复杂环境下可靠工作的气体探测器。

现有的小型化气体探测器，存在或光程短，或体积偏大，或光路结构不稳定等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种高效光程折叠器件及小型化高精度气体传感器，以解决现有的小型化气体探测器，存在或光程短，或体积偏大，或光路结构不稳定等问题。

本申请实施例第一方面提供一种高效光程折叠器件，其包括：

一个输入端，用于输入光束；

一个输出端，用于输出光束，所述输入端与所述输出端分离设置；

一个主平面反射镜；

一个凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

一个倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

所述输入端的入射面、所述输出端的出射面、所述主平面反射镜和所述倾斜反射镜共面且位于所述凹面反射镜的焦平面；

光束从所述输入端输入，通过所述凹面反射镜、所述主平面反射镜和所述倾斜反射镜之间的多次反射后，从所述输出端输出。

在一个实施例中，所述输出端位于所述输入光束被所述凹面反射镜反射4的正整数倍次之后达到所述焦平面的位置。

本申请实施例第二方面提供一种高效光程折叠器件，其包括：

一个输入端，用于输入光束；

一个输出端，用于输出光束，所述输入端与所述输出端分离设置；

一个主平面反射镜；

一个凹面反射镜，具有一个焦平面，所述焦平面到所述凹面反射镜的距离为所述凹面反射镜的焦距f；所述焦平面具有一个原点，所述原点为所述主平面反射镜与凹面反射镜组成的光学系统光轴在所述焦平面上的交点；

一个倾斜反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述倾斜反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ1；所述倾斜角θ1不为零；

一个侧向反射镜，为面积小于所述主平面反射镜的平面反射镜，所述侧向反射镜的法线与所述主平面反射镜的法线之间的倾斜角为θ2；所述倾斜角θ2不为零；