基于新型三镜密集型气体池的近红外可调谐激光吸收光谱乙炔传感器系统

摘要： 与广泛报道的传统双镜赫里奥特池相比，本研究提出了一种基于三镜的高密度图案气体池。通过对比模拟光斑图案、有效光程与实验结果，证实了其建模与设计的有效性。设计了一套机械结构用于调节三镜的位置/角度以实现光路校准。实验测得反射次数为60次，对应光程长度约11米，与理论值10.95米高度吻合。结合中心波数位于乙炔（C2H2）6521.2 cm?1吸收线的近红外激光器，建立了乙炔传感器系统以验证三镜气体池的可行性。借助数据采集（DAQ）卡，基于LabVIEW平台开发了激光驱动信号生成及探测器二阶谐波（2f）信号采集系统。通过艾伦方差分析，该传感器系统在0.5秒平均时间下的检测限（LoD）为4.36 ppm；当平均时间超过10秒时，检测限<1 ppm。所提出的三镜气体池模型与设计可用于实现不同吸收光程的同类气体池，服务于基于红外吸收光谱的气体检测。