LITES傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院馬欲飛教授課題組實現(xiàn)光致熱彈光譜傳感器多維度升級，相關(guān)研究成果以《一種基于密集光斑多通池和新型低頻石英音叉的高靈敏度光致熱彈光傳感器》為題發(fā)表于《光電進(jìn)展》（Opto-Electronic Advances，OEA）。

光致熱彈光譜是2018年由馬欲飛教授團隊首次提出的一種光譜式氣體傳感技術(shù)。該技術(shù)具有選擇性強、靈敏度高、響應(yīng)迅速等優(yōu)點，可用于氣體的全波段光譜檢測，在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療診斷及火災(zāi)預(yù)警等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用價值。

為提高光致熱彈光譜傳感性能，課題組從增大激光功率、增加氣體吸收程和使用新型低頻石英音叉探測3個維度對氣體傳感系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級，實現(xiàn)了對目標(biāo)氣體的高靈敏度測量。課題組通過使用摻鉺光纖放大器增大激光功率，并設(shè)計了一個新型的光斑密集型光學(xué)多通池作為氣體吸收池，同時為了獲得更大的探測信號，設(shè)計了一款新型的低頻石英音叉作為探測元件，與常見的商用石英音叉相比，頻率下降了約70%，并能提供更長的能量積累時間，極大提升了光致熱彈光譜系統(tǒng)的檢測性能。課題組依據(jù)濃度測試結(jié)果，證明了系統(tǒng)具有優(yōu)異的濃度線性響應(yīng)，使用新型石英音叉的探測靈敏度更高，檢測性能是使用商用石英音叉的近2倍。