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靳伟团队研究了空芯光子带隙光纤中的光热相位调制效应,提出了一种新的超灵敏的痕量气体检测方法,它克服了传统光纤气体传感系统的主要限制因素,实现了2ppb的气体(乙炔)探测灵敏度和近6个数量级的动态范围。
该方法基于气体分子吸收产生的光热效应,利用其引起的周期性相位调制,结合先进的光纤干涉仪相位解调技术,实现气体检测。通过应用空芯光子带隙光纤有效地提高了光和物质作用的能量密度和气室长度,大大增强了传感器中因气体吸收而产生的相位调制。这种全光纤传感系统克服了传统光热干涉系统中光与物质相互作用弱、体积大且需要精密对准、难以实现光子集成等弱点,充分利用了通讯波段光器件的价格低、技术成熟、资源丰富等优势。该方法对于具有光谱吸收的液体和气体检测具有普适性,可广泛应用于医学、化学及生物化学等重要领域的痕量物质检测。
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