基于差分光声池结构的高灵敏度一氧化碳气体传感器(特邀)

摘要

搭建了一套高灵敏度的光声一氧化碳气体传感器。采用波长为1566.3 nm的近红外分布式反馈激光器作为激励光源,并利用商用光纤放大器将激光功率泵浦到10 W量级,解决了由于近红外波长区域吸收线强较弱带来的探测灵敏度低等问题。设计了由两个结构完全相同的光声共振腔构成的双通道差分光声池,抑制了由高功率激光引入的窗口噪声。通过优化传感器的激励光功率和工作压强,在50 ppm的CO/N2标准气中,获得的光声信号幅值为1.38 mV,1σ噪声为0.96μV,探测信噪比为1437.5,探测灵敏度为34 ppb,归一化噪声等效系数为1.74×10-8cm-1W/Hz1/2。