基于反谐振空芯光子晶体光纤的光热光谱痕量气体在线分析技术的研究

基本信息
批准号:61905162
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:李正勇
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
光纤传感系统解调技术相位检测技术光谱吸收痕量物质探测
结项摘要

The anti-resonant air-core photonic crystal fiber (ARHC-PCF) is a type of microstructured fiber. Due to its photonic bandgap light guiding mechanism, 95% of the light energy is confined to propagate in the hollow core. Therefore, the hollow core of ARHC-PCF is a natural "material passage", in which light and materials can interact directly. Therefore, it has potential advantages compared to conventional fiber, such as low Rayleigh scattering, low nonlinear effects, and low transmission loss. Above all, ARHC-PCF has broad application prospects in gas sensing. This project plans to use ARHC-PCF as a gas chamber. In order to increase the efficiency of light-gas interaction, increasing the overlapped area and work distance of light-gas interaction will be applied in the project. It is proposed to solve the technical difficulties about writing Bragg grating in ARHC-PCF. Based on photothermal effect, excitation and dissipation process and its influence on the cumulative phase of transmitted light will be investigated. A real-time online trace gas detection system based on Sagnac interference demodulation will be built. We will study the influence of different pumps Power, pulse frequency, modulation pulse width, modulation frequency, and sinusoidal continuous pumping for the detection of trace gases.

反谐振空芯光子晶体光纤(Anti-Resonance Hollow Core Photonic Crystal Fiber, ARHC-PCF)是微结构光纤的一种。基于光子带隙导光机理,95%的光能量被限制在纤芯中传输。因此,ARHC-PCF的纤芯是天然的光与物质相互作用的“物质通道”。与传统的光纤相比,它具有潜在的优势,如低的瑞利散射、非线性效应和传输损耗。所以,ARHC-PCF在气体传感方面具有广泛的应用前景。本项目拟采用ARHC-PCF作为气室,通过增大光与气体相互作用的重叠面积和工作距离来提高相互作用的效率;拟解决ARHC-PCF写制布拉格光栅的科技难点;开展基于光热效应的研究工作,并分析光热效应的激发、消散过程及其对传输光的累积相位的影响;搭建基于萨尼亚克干涉解调的实时在线痕量气体探测系统,研究不同泵浦功率、脉冲频率、调制脉宽、调制频率、正弦连续泵浦对痕量气体探测的影响。

项目摘要

反谐振空芯光子晶体光纤(Anti-Resonance Hollow Core Photonic Crystal Fiber, ARHC-PCF)是微结构光纤的一种。基于光子带隙导光机理,95%的光能量被限制在纤芯中传输。因此,ARHC-PCF的纤芯是天然的光与物质相互作用的“物质通道”。与传统的光纤相比,它具有潜在的优势,如低的瑞利散射、非线性效应和传输损耗。所以,ARHC-PCF在气体传感方面具有广泛的应用前景。本项目拟采用ARHC-PCF作为气室,通过增大光与气体相互作用的重叠面积和工作距离来提高相互作用的效率;拟解决ARHC-PCF写制布拉格光栅的科技难点;开展基于光热效应的研究工作,并分析光热效应的激发、消散过程及其对传输光的累积相位的影响;搭建基于萨尼亚克干涉解调的实时在线痕量气体探测系统,研究不同泵浦功率、脉冲频率、调制脉宽、调制频率、正弦连续泵浦对痕量气体探测的影响。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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