公开(公告)号：CN117805051A

公开(公告)日：2024-04-02

申请号：CN202311620815.5

申请日：2023-11-30

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  黄一俊 ,  彭子航 ,  皮明权 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359 ,  G01N21/45 ,  G01N21/01

摘要： 本发明公开了一种基于光子晶体慢光波导和模式相位差的光热干涉光谱气体传感装置及检测方法，属于光波导传感器技术领域。该气体传感装置包括片上传感器、激光模块、模式激发模块和信号处理模块，激光模块能够产生探测光和泵浦光，探测光经过模式激发模块后以奇模和偶模两种模式在片上传感器中传输，泵浦光通过热传导改变片上传感器器件的折射率，信号处理模块通过检测探测光奇模模式和偶模模式的相位差信息，分析待测气体的浓度信息。本发明中能够同时在探测光多种传输模式和泵浦光波段产生慢光效应，增加器件的有效光程，增强待测气体对泵浦光的吸收和探测光的相位差积累，从而提高传感装置的灵敏度和响应速度。

公开(公告)号：CN114486792B

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202210051808.7

申请日：2022-01-17

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  彭子航 ,  皮明权 ,  赵焕 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359

摘要： 本发明提供了一种基于近红外双波长光子晶体慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外探测激光模块、近红外泵浦激光模块、近红外双波长光子晶体慢光波导传感模块、输入光纤耦合器、光纤相位延迟器、光纤环形器、输出光纤耦合器、相位调整模块、二次谐波信号提取模块；双波长光子晶体慢光波导传感模块由双波长光子晶体慢光波导和耦合波导构成，并作为马赫‑曾德尔干涉仪的一个臂，光纤相位延迟器作为马赫‑曾德尔干涉仪的另一个臂，泵浦光被气体吸收产生光热效应，近红外探测光源模块输出的探测光经马赫‑曾德尔干涉仪产生光热干涉信号，经过二次谐波信号提取模块处理后确定气体浓度。

公开(公告)号：CN114486791A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202210049935.3

申请日：2022-01-17

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  皮明权 ,  彭子航 ,  赵焕 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359

摘要： 本发明提供了一种基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外激光器、光纤准直器、第一近红外透镜、气室、第一窗口片、基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器、第二窗口片、中红外透镜、中红外激光器、第二近红外透镜、二次谐波信号提取模块、温度控制模块、电流控制模块和探针台。本发明中的基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器的体积小，具有便携性，同时在近红外波段和中红外波段产生慢光效应，增强分析物对中红外抽运光的吸收，增强近红外探测光的相位变化，并且使用悬浮结构的光子晶体波导增强光与分析物的作用效果，提高传感器的灵敏度。

公开(公告)号：CN114486792A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202210051808.7

申请日：2022-01-17

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  彭子航 ,  皮明权 ,  赵焕 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359

摘要： 本发明提供了一种基于近红外双波长光子晶体慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外探测激光模块、近红外泵浦激光模块、近红外双波长光子晶体慢光波导传感模块、输入光纤耦合器、光纤相位延迟器、光纤环形器、输出光纤耦合器、相位调整模块、二次谐波信号提取模块；双波长光子晶体慢光波导传感模块由双波长光子晶体慢光波导和耦合波导构成，并作为马赫‑曾德尔干涉仪的一个臂，光纤相位延迟器作为马赫‑曾德尔干涉仪的另一个臂，泵浦光被气体吸收产生光热效应，近红外探测光源模块输出的探测光经马赫‑曾德尔干涉仪产生光热干涉信号，经过二次谐波信号提取模块处理后确定气体浓度。

公开(公告)号：CN117825311A

公开(公告)日：2024-04-05

申请号：CN202311620380.4

申请日：2023-11-30

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  彭子航 ,  皮明权 ,  黄一俊 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359 ,  G01N21/45 ,  G01N21/01

摘要： 本发明属于红外分析物检测技术领域，具体涉及一种片上多组分气体传感系统，包括近红外窄线宽探测激光器、近红外可调谐泵浦激光模块、近红外宽带光子晶体慢光波导、片上马赫‑曾德尔干涉仪、光纤耦合器、光纤分束器、光纤滤波器、低通滤波模块、相位调整模块、信号处理模块。本发明通过优化光子晶体的结构，产生八个模式，八个模式具有接近200nm的慢光带宽。探测激光在1550纳米处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模。泵浦激光在气体吸收峰波长处能激发近红外宽带光子晶体慢光波导的偶模或者奇模，这些模式能覆盖1500‑1700nm范围内产生慢光效应，实现多组分气体检测。

公开(公告)号：CN117805050A

公开(公告)日：2024-04-02

申请号：CN202311605161.9

申请日：2023-11-29

申请人： 吉林大学

发明人： 皮明权 ,  郑传涛 ,  田卫建 ,  彭子航 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G02B6/122 ,  G02B6/13 ,  G01N21/25 ,  G01N21/27

摘要： 本发明提供一种基于谷光子晶体波导边界态的气体传感装置及气体检测方法，属于红外分析物检测技术领域。针对目前常规光子晶体波导存在的损耗大、器件难以拐弯及性能易受工艺误差影响的问题，本发明的传感装置包括谷光子晶体波导传感模块、输入光源模块、偏振控制器、输入锥形光纤、输出锥形光纤、输出光探测模块、信号采集模块、信号处理模块、第一温度控制模块、电流控制模块、第二温度控制模块，通过对谷光子晶体波导传感模块的谷光子晶体波导改变晶格的对称性形成拓扑绝缘体，利用拓扑保护的边界态实现“Z”形光路传输，可以有效减小传感装置的尺寸，同时降低了传感器的损耗并提高鲁棒性，降低了工艺误差对传感器性能的影响。

公开(公告)号：CN114486791B

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202210049935.3

申请日：2022-01-17

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  皮明权 ,  彭子航 ,  赵焕 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/359

摘要： 本发明提供了一种基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感装置，包括近红外激光器、光纤准直器、第一近红外透镜、气室、第一窗口片、基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器、第二窗口片、中红外透镜、中红外激光器、第二近红外透镜、二次谐波信号提取模块、温度控制模块、电流控制模块和探针台。本发明中的基于二阶光子带隙慢光波导的光热干涉光谱气体传感器的体积小，具有便携性，同时在近红外波段和中红外波段产生慢光效应，增强分析物对中红外抽运光的吸收，增强近红外探测光的相位变化，并且使用悬浮结构的光子晶体波导增强光与分析物的作用效果，提高传感器的灵敏度。