基于石英增强光声光谱的气体传感技术研究进展*
2021-09-03马欲飞
马欲飞
(哈尔滨工业大学, 可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001)
马欲飞, 哈尔滨工业大学航天学院可调谐激光技术国家级重点实验室教授.国家优秀青年基金获得者、黑龙江省首批优秀青年基金获得者、哈尔滨工业大学青年拔尖人才、哈尔滨工业大学青年科学家工作室学术带头人.从事激光传感和激光技术研究, 作为负责人主持“国家载人航天”预研项目、国家自然基金等近20项.担任Optics Express、Optical Engineering和Microwave and Optical Technology Letters副主编, 还担任Sensors、Applied Sciences、Frontiers in Physics编辑、Photoacoustics 等客座编辑.以第一作者/通讯作者发表1区论文50余篇, ESI热点论文、ESI高被引论文、Focus Article、Feature Article、特邀论文等10余篇.获“军队科技进步二等奖”、教育部“学术新人奖”、美国光学学会“Incubic/Milton Chang Travel Grant”等多项奖励.
基于石英增强光声光谱(quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy, QEPAS)的气体传感技术具有系统体积小、成本低、环境适应性强等优点, 是目前一种重要的光谱式痕量气体检测方法.探测灵敏度是传感器系统的重要指标, 关系到能否满足实际应用, 因此, 本文从提高QEPAS传感系统灵敏度的角度出发, 总结了常见的技术手段, 包括采用高功率激发光源增大激发强度、采用与分子基频/强吸收带相匹配的激光源来增大吸收强度、采用声波共振腔增大音叉处的声波强度、采用低共振频率石英音叉提高能量积累时间、采用多光程来增大光与气体的相互作用长度等方法, 并对其优缺点分别进行了阐述.针对工程应用问题, 本文主要讨论了全光纤化和传感系统小型化, 并以载人航天领域的应用为例进行……
