取样光栅滤波的新型光纤甲烷差分检测系统

摘要

综合应用取样光纤光栅滤波和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论.基于分子光谱学理论对谱带精细结构的分析,结合取样光纤光栅的梳状滤波思想,以1.66μm附近甲烷泛频(2v3)吸收光谱R支中的R4线为中心,同时对R3、R4和R5三条吸收线进行测量.为消除光源功率波动对测量结果的影响,利用两个同类型的取样光纤光栅实现对气体浓度的差分吸收检测.选用中心波长在R4附近的啁啾光纤光栅作为光学带通滤波器,利用PIN PD实现对三条吸收线处光强的同时测量,由比值处理消除光源功率波动对测量结果的影响.通过实验验证了系统的可行性.