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：CN107941736B

公开(公告)日：2020-09-11

申请号：CN201711155676.8

申请日：2017-11-10

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  刘志伟 ,  皮明权 ,  赵焕 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/01

摘要： 本发明提供了一种基于宽带红外光源的调制吸收光谱气体检测装置及方法，装置包括恒流驱动模块、宽带红外光源、第一凸透镜、气室、进气管、出气管、第二凸透镜、压力控制器、气泵、光栅模块、PZT、PZT驱动模块、探测器、锁相放大器、数据采集卡、微控制器。方法包括利用光栅模块对气体吸收后的宽带红外光信号进行精密分光处理，同时利用PZT对出射光信号进行扫描/调制式的“筛选”处理并输出探测，再利用锁相放大器提取出二次谐波信号表征气体浓度。本发明还提供了宽带红外光源的归一化输出光谱进行测试及定标的辅助装置和方法。本发明为研制基于宽带红外光源的低成本、高选择性与高灵敏的调制吸收光谱气体检测装置提供了新型解决方案。

公开(公告)号：CN107941735B

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN201711155633.X

申请日：2017-11-10

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  皮明权 ,  刘志伟 ,  赵焕 ,  陈晨 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504

摘要： 本发明提供一种中红外双狭缝波导微腔增强吸收光谱气体传感器及其使用方法，涉及红外检测技术领域。传感器包括，主控单元、光源模块、聚光镜、光纤、探测器、光波导微腔单元、放大滤波单元、信号采集单元。方法为光源模块产生中红外波段的光波信号，经由聚光镜、光纤，输入到光波导微腔中；光波导微腔采用双狭缝微环谐振腔结构，包括用于片上噪声感知的参考波导腔和目标气体填充狭缝的探测波导腔，两个腔的输出分别经由探测器转换为电信号，经放大滤波单元处理后，由信号采集单元转换为数字信号；主控单元对数字信号进行数字锁相处理后确定待测气体的浓度。本发明为微小型化的现场、实时、并行、原位气体的精确测量提供了解决方案。

公开(公告)号：CN106353277B

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN201610803395.8

申请日：2016-08-29

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  王一丁 ,  揣雅惠 ,  郑玲娇 ,  王嘉宁 ,  董明 ,  牛新涛

IPC分类号： G01N21/3504 ,  G01N21/15 ,  G01N21/03

摘要： 本发明提供一种基于铜钪氧红外透明导电膜的气体吸收池，气体吸收池的侧壁上设有通气孔，第一外壳、第二外壳设置在气体吸收池内同侧，第三外壳设置在气体吸收池内相对另一侧，两侧之间为待测气体空间，第一外壳、第二外壳内分别设有红外光源、红外探测器，红外光源、红外探测器的防水接头穿过气体吸收池延伸出来，作为供电和信号获取接口；第三外壳内设有球面反射镜，第一外壳、第二外壳、第三外壳内的相对面上均镶嵌有蓝宝石衬底，任一蓝宝石衬底外侧通过化学工艺涂布有铜钪氧红外透明导电膜，任一铜钪氧红外透明导电膜的两侧分别镀有正电极、负电极，本发明的有益效果是能够用于强灰尘多、大湿度等环境下的气体精确测量。

公开(公告)号：CN109211825A

公开(公告)日：2019-01-15

申请号：CN201811175703.2

申请日：2018-10-10

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  李亚飞 ,  刘志伟 ,  陈晨 ,  谢洪涛 ,  仁强 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504

摘要： 本发明提供一种采用声光效应准直光路的水中溶解气红外检测装置及方法，属于红外气体检测技术与应用领域，包括光学、电学、辅助和机械部分。光学部分包括光源模块、声光调制器、封闭式气室、光电探测模块，呈直线式光路结构，利用声光调制器智能调节光源模块的输出光束，从而实现光路准直；电学部分包括电源、光源驱动、声光驱动、气室控温、气室控压、数据采集、锁相放大、DSP处理器模、上位机通信模块；辅助部分为气泵模块；机械部分包括圆筒形密封外壳、上层平台、下层平台、前面板、后面板、24V电源输入口、通信线缆出口、气体出口、气体入口；本发明简化了传感器光学系统的复杂度，提高了仪器稳定性与便携性，更适用于水下工作环境。

公开(公告)号：CN108801977A

公开(公告)日：2018-11-13

申请号：CN201810359053.0

申请日：2018-04-20

申请人： 吉林大学

发明人： 陈晨 ,  任强 ,  郑传涛 ,  王言章 ,  刘志伟 ,  谢洪涛

IPC分类号： G01N21/39

摘要： 本发明无标定痕量碳12和碳13二氧化碳气体探测装置及方法，ICL带间级联激光器发射出的红外光经过反射镜折射到多通池中；压力传感器和温度传感器分别将采集到的压强信息和温度信息传输给DSP数据采集模块，红外光从多通池出射之后由光电探测器进行接收，光电探测器将红外光的光功率信号转换为电信号，同时将电信号发送给锁相放大器；锁相放大器接收光电探测器向其发送的电信号并提取电信号中的一次谐波和二次谐波，并将提取的一次谐波和二次谐波发送给DSP数据采集模块；本发明方法是用DSP软补偿的方法取代了复杂的硬件装置，使得系统的使用寿命更长，使其适用于更广泛的应用环境。

公开(公告)号：CN104977269A

公开(公告)日：2015-10-14

申请号：CN201510411261.7

申请日：2015-07-01

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  叶玮琳 ,  郑悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/3504

摘要： 本发明提供一种自适应红外气体检测装置和方法，涉及红外检测技术领域。本发明包括，光源模块、开放式气室、自适应处理单元和主控单元；所述的第一光源模块和所述的第二光源模块均用于产生近红外和中红外波段的光波信号，然后输出；所述的第一开放式气室和所述的第二开放式气室用于存放待测气体，并将红外光波信号转化为电信号，然后输出；所述的第一自适应处理单元和第二自适应处理单元，用于对经过气室吸收后的信号进行自适应干扰抑制处理，然后输出；所述的主控单元，用于接收并对自适应干扰抑制处理之后的信号进行处理，并根据处理结果和“浓度-参比值”关系曲线确定待测气体的浓度。能够精确测量复杂环境和干扰下的气体浓度。

公开(公告)号：CN102608776A

公开(公告)日：2012-07-25

申请号：CN201110023597.8

申请日：2011-01-21

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  马春生 ,  张大明 ,  崔占臣 ,  王菲

IPC分类号： G02F1/065

摘要： 一种新型宽光谱MZI电光开关，属于导波光学、集成光电子学及光通信技术，用于完成任意中心波长下信道的选择、切换、自愈、保护和上、下路复用，克服传统电光开关输出光谱较窄、无法适用于多个信道的缺点。包括MZI电光区、N阶和M阶相位发生器、波导连接区1和2、输入和输出波导区。MZI电光区通过波导连接区1和2分别与N阶和M阶相位发生器相连，N阶和M阶相位发生器分别和输入、输出波导区相连。当波长变化时，N阶和M阶相位发生器产生的总相移能补偿MZI电光区的相移漂移，使总相移和总输出光功率趋于恒定，降低了波长依赖性。本发明可降低波分复用系统中电光开关设计的复杂度，改善光通信系统和可重组片上光网络的性能。

公开(公告)号：CN117782978A

公开(公告)日：2024-03-29

申请号：CN202311270144.4

申请日：2023-09-28

申请人： 吉林大学

发明人： 郑传涛 ,  管港云 ,  皮明权 ,  宋芳 ,  杨悦 ,  王一丁

IPC分类号： G01N21/01 ,  G01N21/3504 ,  G01N21/359 ,  G01N21/39

摘要： 本发明公开了一种片上集成微腔克尔频率梳气体检测装置及其应用，属于近红外分析物检测领域，气体检测装置包括泵浦激光产生模块、片上微腔频率梳传感器和控制系统，泵浦激光产生模块的输出端与上微腔频率梳传感器的输入端耦合，片上微腔频率梳传感器的输出端与控制系统耦合，控制系统用于控制泵浦激光产生模块和片上微腔频率梳传感器的工作状态，完成对多组分待测气体的种类与浓度的反演和检测；本装置利用微腔中形成的高转换效率宽带相干克尔频率梳作为光源，集成在空气中具有高限制因子的传感波导，通过后端的光谱分析与处理，可以实时对多组分气体的种类与浓度进行反演，具有检测气体种类多样、系统体积小、集成度高的特点。