基于开放光路离轴积分腔的甲烷传感技术与实验

为了实现大气甲烷(CH4)浓度的高灵敏、实时检测,研制了一种基于开放光路的高稳定性笼式结构光学谐振腔,并结合离轴积分腔输出光谱技术研制了一种大气CH4浓度传感系统.采用中心波长为1653 nm的可调谐半导体激光器作为光源,将反射率为99.92％的高反射镜置于距离光源35 cm处构建光学谐振腔.实验测得高反射镜的实际反射率为99.93％,谐振腔的有效光程可达516 m.Allan方差结果表明,当积分时间为4 s时,基于离轴积分腔的CH4检测系统的最低检测下限为8×10-9.利用开放光路的优势,开展了CH4泄漏模拟实验,实验证明该系统具有快速检测CH4泄漏的能力,为进一步研制应用于现场、且能快速响应的甲烷泄漏检测仪提供了依据.