基于石英增强光声光谱的气体传感技术研究进展

• 作者: 马欲飞
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 痕量气体检测 石英音叉 灵敏度 石英增强光声光谱
• 年，卷（期）: 2021,（16）
• 所属期刊栏目: 特邀综述|INVITED REVIEW
• 页码范围: 1-12
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20210685

摘要

基于石英增强光声光谱(quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy,QEPAS)的气体传感技术具有系统体积小、成本低、环境适应性强等优点,是目前一种重要的光谱式痕量气体检测方法.探测灵敏度是传感器系统的重要指标,关系到能否满足实际应用,因此,本文从提高QEPAS传感系统灵敏度的角度出发,总结了常见的技术手段,包括采用高功率激发光源增大激发强度、采用与分子基频/强吸收带相匹配的激光源来增大吸收强度、采用声波共振腔增大音叉处的声波强度、采用低共振频率石英音叉提高能量积累时间、采用多光程来增大光与气体的相互作用长度等方法,并对其优缺点分别进行了阐述.针对工程应用问题,本文主要讨论了全光纤化和传感系统小型化,并以载人航天领域的应用为例进行了例证.最后,对进一步提高QEPAS传感技术灵敏度的方法进行了展望.