研究目的
研究基于MEMS的扫频激光源在高速、灵敏检测二氧化碳气体中的应用。
研究成果
该研究展示了基于MEMS的扫频激光源对二氧化碳气体的实际传感应用，凸显了其在高速、灵敏气体检测方面的潜力。该方法相比商用设备具有优势，包括能够通过单台设备检测多种气体。未来工作可探索优化MEMS滤波器以实现更高分辨率和信噪比一致性。
研究不足
扫频激光器在全气体波长检测范围内的半高全宽为0.25纳米至0.8纳米，这可能会限制分辨率。实测信噪比范围为100至500，表明波长范围内的检测灵敏度存在差异。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于MEMS的扫频激光源（SLS）进行二氧化碳气体传感。该SLS系统包含环形光纤腔、半导体光放大器（SOA）、隔离器、光纤偏振控制器、MEMS光学可调谐滤波器和光纤耦合器。
2：样本选择与数据来源：
将二氧化碳气体封闭在有效光程为20米的光学多通气体池中。
3：实验设备与材料清单：
系统包含MEMS SLS、光学多通气体池、50/50定向耦合器、示波器和窄带可调谐滤波器。
4：实验流程与操作步骤：
将SLS输出分为两路——一路通过气体池，另一路直接输入示波器。通过对比两路输出补偿相位噪声。通过以空池背景测量为基准进行归一化处理，最终获取气体光谱。
5：数据分析方法：
利用窄带可调谐滤波器对SLS进行选通，并通过示波器检测输出信号，将示波器时间轴转换为波长轴。通过1024次平均测量提升信噪比（SNR）。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
semiconductor optical amplifier
SOA
Acts as a gain medium in the swept laser source setup.
-
MEMS optical tunable filter
Fabry-Perot filter
Used for tuning the resonant wavelength of the laser.
-
optical multi-pass gas cell
Traps the carbon dioxide gas under measurement with an effective optical path length of 20 m.
-
50/50 directional coupler
Divides the output of the SLS into two paths for phase noise compensation.
-
oscilloscope
Detects the real-time variations of the output power from the SLS.
-
narrow tunable filter
Used for scaling the time-axis of the oscilloscope to the wavelength-axis.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
