张伟建，曾祥龙，杨 傲，滕林苹，邾 毅

纳米金涂覆微纳光纤的倏逝场氨气检测研究

张伟建，曾祥龙*，杨 傲，滕林苹，邾 毅

特种光纤与光接入网重点实验室，特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海先进通信与数据科学研究院，上海大学，上海 200444

本文基于TDLAS技术，采用设计制备的微纳光纤气体吸收池，搭建了一套全光纤的NH3浓度检测系统。NH3检测系统的核心部分气体传感通过1.51 μm的微纳光纤完成，该系统检测结果表明，NH3在20000 ppm～100000 ppm浓度范围内，解调的二次谐波幅值与对应浓度之间具有良好的线性关系(拟合方程相关系数=0.9962)。为了提高NH3浓度的检测性能，采用纳米金涂覆微纳光纤以增强光纤的倏逝场效应。根据实验结果，纳米金涂覆后的微纳光纤NH3浓度检测系统灵敏度有了很大提升，NH3浓度的检测下限可达到260 ppm。对不同浓度的NH3反复监测显示该检测系统稳定性良好，最大相对误差为5.38%，适用于长期稳定性的NH3监测，具有广泛的应用前景。

TDLAS技术；微纳光纤；纳米金涂覆；NH3浓度检测

1 引 言

氨气(NH3)广泛应用于工业生产、农业活动和生物系统等领域中，极大地促进了这些领域的发展进步。但NH3又是一种有毒性气体，一旦过量摄入对人体和动植物都有危害，我国明确将NH3列为8种恶臭污染物之一[1]。因此，采取科学有效的气体检测措施，及时准确地掌握NH3的排放和分布，对环境保护和生命健康安全都具有重要的现实意义。

可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)技术基于分子吸收光谱理论，具有在线、实时、高灵敏、高分辨率和高精度[2]等优点。……