高速有机气体传感器使用微纤维马赫 - 泽恩德干扰仪,基于微波光子脉冲压缩进行询问

科学领域:

• 光子学和光学传感器
• 化学传感器 化学传感器
• 光纤技术 光纤技术 的应用.

背景情况:

• 传统的光学气体传感器往往遭受低分辨率和缓慢的速度.
• 微纤维马赫-泽恩德干扰仪 (MZI) 对环境变化提供灵敏度.
• 询问MZIs通常依赖于光学域测量,限制性能.

研究的目的:

• 开发一种高速度,实时的有机气体光纤传感器.
• 为了提高基于微纤维MZI的传感器的查询速度和分辨率.
• 为了展示一种利用微波光子脉冲压缩的新型传感机制.

主要方法:

• 作为传感元件,使用了一种非均的自由光谱范围 (FSR) 的圆式微纤维MZI (mMZI).
• 使用频率扫描激光 (FSL) 的光谱造型和波长到时间 (SS-WTT) 映射将光谱转换为时域波形.
• 具有交叉相关性的数字信号处理 (DSP) 用于高分辨率的时间转移测量,与波长转移线性成比例.

主要成果:

• 传感器实现了1.6MHz的高扫描速度,用于测量乙醇气的折射率 (RI).
• 经证明的灵敏度为-0.3663 ps/ppm,分辨率为54.6 ppm,用于在没有表面修改的情况下检测乙醇.
• 成功监测实时乙醇蒸汽扩散和度标记.

结论:

• 拟议的微波光子脉冲压缩询问技术显著提高了微纤维MZI气体传感器的速度和分辨率.
• 该系统提供了一个可行的平台,用于高速实时监测有机蒸气.
• 该方法克服了基于MZI的传感应用的传统光学域查询的局限性.