[发明专利]基于倏逝场的气体检测装置、基于倏逝场的气体检测方法

权利要求书

1.一种基于倏逝场的气体检测装置，包括激光器、气体传感单元、滤波放大器、锁相放大器，所述气体传感单元包括光波导、将所述光波导输出的光转换为电信号的光电探测器；其特征在于：所述光波导包括传感区、设于所述传感区的谐振腔，所述谐振腔的谐振波长与目标气体的吸收波长一致。

2.如权利要求1所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述光波导为光纤，所述传感区为设于所述光纤上的拉锥区。

3.如权利要求2所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述谐振腔为由至少部分所述拉锥区形成的环形结。

4.如权利要求2所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述拉锥区具有涂覆于光纤表面以将所述光纤内部的光转移至外部的吸收材料。

5.如权利要求1所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述气体传感单元还包括光波导支架，所述光波导支架包括一对相对且间隔设置的半圆柱筒、连接一对所述半圆柱筒的连接板，所述连接板的宽度小于所述半圆柱筒的宽度；所述光波导呈螺旋状缠绕于一对所述半圆柱筒上。

6.如权利要求5所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述光波导为光纤，所述传感区为设于所述光纤上的拉锥区；每一圈所述光纤上均设有所述拉锥区，且所述拉锥区与所述光波导支架之间具有间隙。

7.如权利要求1所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述光波导为条形光波导，所述谐振腔由光刻或图案化形成。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述激光器为调谐调制激光器。

9.如权利要求1-7中任意一项所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述基于倏逝场的气体检测装置还包括用以封装所述气体传感单元的封闭管。

10.如权利要求1-7中任意一项所述的基于倏逝场的气体检测装置，其特征在于：所述基于倏逝场的气体检测装置还包括位于所述激光器与所述气体传感单元之间的增益光纤。

11.一种基于倏逝场的气体检测方法，其特征在于：所述气体检测方法包括如下步骤：

激光器发射出波长范围覆盖目标气体的吸收波长的光，并将所述光输至气体传感单元中的传感区，产生倏逝场，所述传感区的谐振腔的谐振波长与目标气体的吸收波长一致；

目标气体与倏逝场相互作用，吸收光；

自所述气体传感单元输出的电信号输入至滤波放大器进行滤波处理；

滤波后的电信号输入至锁相放大器，解调得到二次谐波信号，利用气体吸收光谱原理，反演获得目标气体浓度。