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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
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359 , G01N21/45 , G01N21/01
Abstract: 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。
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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
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G02B6/122 , G02B6/13 , G01N21/25 , G01N21/27
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN117760961A
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202311270633.X
申请日：2023-09-28
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种片上微腔双光梳传感器及其应用和应用方法，属于光波导传感器技术领域。所述片上微腔双光梳传感器包括硅波导衬底、光纤耦合输入倒锥形模斑转换器、微腔耦合总线直波导、克尔波导微腔、金属接触、光纤耦合输出倒锥形模斑转换器、传感波导和热电半导体制冷片；该片上微腔双光梳传感器与混合偏振泵浦激光模块、电学控制系统、光谱分析与数据处理系统可组装形成一种基于偏振复用单腔克尔双梳的片上气体检测装置，该片上气体检测装置利用混合偏振泵浦激发的正交偏振克尔双梳作为光源，集成高灵敏度、高紧凑性的传感波导，具有可同时多痕量气体探测能力，对采集的多外差干涉射频谱进行处理与分析，可以完成多种气体的种类与浓度的反演。
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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
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112067569B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202010839539.1
申请日：2020-08-19
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明提供一种基于表面增强红外吸收光谱的狭缝光波导传感器，涉及红外分析物检测领域。包括输入锥形耦合波导、输入矩形波导、内嵌金属天线的传感波导、输出矩形波导、输出锥形耦合波导；沿截面方向上，内嵌金属天线的传感波导包括衬底、金属天线、第三高折射率芯层、第三低折射率包层，衬底为氟化钙，低折射率包层为空气，高折射率芯层为硫系玻璃；高折射率芯层位于衬底上，高折射率芯层中间形成狭缝，金属天线的一部分嵌入芯层、另一部分悬浮于狭缝中。本发明在实施传感时，将待测物填充狭缝。利用狭缝波导将光限制在狭缝中，增强了金属纳米天线缝隙附近的电场，由于缝隙周围填充了待测物，使待测物充分利用增强区域的电场，从而有效增强了待测物对红外光的吸收，提高了传感性能。
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公开(公告)号：CN108801977B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201810359053.0
申请日：2018-04-20
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN108803308A
公开(公告)日：2018-11-13
申请号：CN201810683103.0
申请日：2018-06-28
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明基于自适应区间PID控制的气体多通池温控系统及方法，属于气体多通池温控领域，气体样品池外壁使用加热膜包裹实现对气体多通池的加热，PT1000铂电阻温度传感器置于气体样品池外壁与加热膜之间实时检测气体多通池工作温度，气体多通池整体采用保温隔热棉形成保温作用。针对被控对象结构复杂响应较慢引起超调量大问题，在传统PID控制算法的基础上改进，将控制过程根据温度偏差值细分为多个区间，在每个区间内根据区间值和温度偏差值的变化率对比例放大系数、积分系数、微分系数进行设定，实现了自适应区间PID控制算法，使温度控制快速且无超调。为二氧化碳同位素检测系统性能的提升提供了可靠保障。
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公开(公告)号：CN104049162B
公开(公告)日：2017-02-01
申请号：CN201410267884.7
申请日：2014-06-12
Applicant: 吉林大学
IPC: G01R31/00
Abstract: 本发明公开了一种波导光开关的驱动电压容噪特性测试装置及方法，属于光电仪器与仪表领域，用于波导光开关驱动电压中噪声参数的容限测量。由DSP主控单元、采集单元1～N、驱动单元1～M、CAN总线A、CAN总线B、光纤输入1～N、电流输入1～M、电流输出1～M、电压输出1～M组成。该装置可采用电流或电压方式驱动待测光开关，可以任意设置待测端口号、噪声参数的初值、范围及扫描步长、消光比水平或串扰水平，可测量器件的单端口消光比或不同端口间的串。相比采用分立设备或模块构建系统来测试容噪特性，本发明不仅降低了测量设备的复杂度，也实现了对波导光开关的大批量、快速和有效测量。
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公开(公告)号：CN102706832B
公开(公告)日：2014-05-21
申请号：CN201210179110.X
申请日：2012-06-01
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明属于气体检测技术领域，涉及一种对氯化氢、甲烷、一氧化碳和水蒸气等气体进行检测的基于TDLAS-WMS的激光红外气体分析仪。包括激光器、激光器驱动电路、温度控制电路、带有光学腔体的光学系统、主探测器和参考探测器、强度调制消除电路、锁相放大电路和数据采集与显示电路；激光器驱动电路和温度控制电路用于控制激光器发光，光学系统的两端分别连接激光器和探测器，强度调制消除电路用于消除系统中强度调制的影响，锁相放大电路用于提取谐波信号，数据采集与显示电路用于显示待测气体的浓度。本发明与其他的检测仪相比，优点是在强度调制消除电路中，引入除法运算，结合空间双光路差分检测法，能够从根本上消除强度调制的影响。
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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
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N21/3504 , G01N21/359 , G01N21/45 , G01N21/01
Abstract: 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。
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