裝置，新型裝置可應(yīng)用于光譜儀實時在線監(jiān)測氣體、液體或氣液混合物質(zhì)組分的吸收光譜信號的增強，從而實現(xiàn)在線光譜檢測較低組分物質(zhì)時，能夠準確的定性定量分析。
[0026]以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提供的【具體實施方式】、特征及其功效，詳細說明后，為了簡單清楚地目的，下文恰當?shù)氖÷粤斯夹g(shù)的描述以免那些不必要的細節(jié)影響對本技術(shù)方案的描述。
[0027]本實施例的基于光子晶體溫度調(diào)制式近紅外吸收光譜裝置，用于檢測液體、氣體、及其氣液混合物質(zhì)時的光譜效應(yīng)增強。其特征是增強裝置包括寬波段近紅外激光器I為吸收光譜檢測提供激光光源，激光傳輸?shù)亩嗄９饫w耦合器2，光子晶體管3作為光吸收腔體，用于控制改變光通道的光學(xué)多路開關(guān)4，可進行溫度調(diào)控的光纖光柵5，用于光子計數(shù)器6，以及多余光吸收的黑體7。
[0028]請參閱圖1，在本實例中，選取波長在780?2526nm的光譜區(qū)近紅外激光器作為激光器1，為后續(xù)光譜檢測提供激發(fā)光源，耦合比為80:20的用于激光傳輸?shù)亩嗄９饫w耦合器2，用于光吸收腔體的光子晶體管3，控制改變光的光通道的光學(xué)多路開關(guān)4，可進行溫度調(diào)制的Bragg反射光纖光柵，用于光子計數(shù)器6，以及多余光吸收的黑體7。
[0029]如圖2，揭示了上述的光子晶體光纖作為光吸收腔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型中選用空心光子晶體光纖，光纖包層中的小孔構(gòu)成光子晶體，小孔間距和小孔直徑滿足一定條件時，其光子能隙范圍內(nèi)就能阻止光的傳播，光被限制在中心空芯內(nèi)傳輸；從而增強中心空芯內(nèi)物質(zhì)吸收光的強度，增強吸收光譜吸收率。
[0030]如圖3，揭示了上述可進行溫度調(diào)制的Bragg反射光纖光柵包括折射率具有周期性變化的單模光纖纖芯，選用特定折射率的單模光纖纖芯可以使一個寬波段的光源進入光纖光柵中，反射出特定窄波段的光，提供檢測物質(zhì)的條件。同時溫度調(diào)制式光纖光柵，通過一個可加熱的硅片，進行溫度調(diào)節(jié)，可對光波的吸收范圍進行掃描，確定基線的功率，為光譜檢測確定條件。
[0031]以上介紹了本實用新型基于光子晶體溫度調(diào)制式近紅外吸收光譜增強裝置，實用新型揭示上述裝置及系統(tǒng)的同時，還揭示一種上述吸收光譜增強裝置的增強方法，所述的方法包括:將激光器發(fā)射的近紅外波段的寬波段光，經(jīng)過耦合器、光學(xué)開關(guān)進入特定的溫度調(diào)制式光纖光柵之中，光纖光柵反射的窄波段的光再進入到材料為光子晶體光纖吸收腔的腔體之中，由于光子晶體光纖可以將光被限制在中心空芯內(nèi)傳輸，增強中心空芯內(nèi)物質(zhì)吸收光的強；再通過光子計數(shù)器進行光譜分析，其特點為可以區(qū)分強度有微小差別的信號，測量精度很高，抗漂移性很好，為獲得增強后的吸收光譜譜圖提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[0032]綜上所述，本實用新型提出的基于光子晶體溫度調(diào)制式近紅外吸收光譜增強裝置、系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了實時在線監(jiān)測氣體、液體或氣液混合物質(zhì)組分時的光譜吸收效應(yīng)的增強，通過選用光子晶體光纖作為光吸收腔體、溫度調(diào)制式的光纖光柵以及光子計數(shù)器等，增強了光的吸收強度，克服了在線吸收光譜在檢測較低組分物質(zhì)時，光譜吸收效應(yīng)弱而造成的譜圖信號不準確的影響；同時通過光學(xué)開關(guān)形成多通道，可進行多組分分析，保證了近紅外吸收光譜對在線復(fù)雜多組分物質(zhì)得到有效分析檢測。
[0033]這里本實用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上述實例中。這里所披露的實施例的變形和改變都是可能的，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神和本質(zhì)特征的情況下，本實用新型可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及其他組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里披露的實施例進行其他變形和改變。
【主權(quán)項】
1.一種基于光子晶體溫度調(diào)制式近紅外吸收光譜裝置，其特征在于:包括激光器(I)、多模光纖耦合器(2)、光子晶體管(3)、光學(xué)多路開關(guān)(4)、光纖光柵(5)、光子計數(shù)器￠)、黑體(7);所述激光器(I)為光譜檢測提供特定的激光光源；所述多模光纖耦合器(2)傳輸激光和光的分路；所述光子晶體管(3)，將光限制在其中心空芯內(nèi)，克服光的衰減，增強物質(zhì)對光的吸收；所述光學(xué)多路開關(guān)(4)對光進行切換到不同的光纖光柵當中；所述光纖光柵(5)可進行溫度調(diào)制并反射出特定窄波段的光，為物質(zhì)檢測提供光；所述光子計數(shù)器(6)為光譜檢測提供數(shù)據(jù)；所述黑體(7)保證系統(tǒng)雜散光的吸收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述激光器(I)發(fā)射的激光為寬波段光源，可通過所述光學(xué)多路開關(guān)(4)進行選擇后，連接不同的所述光纖光柵(5)進行多種物質(zhì)的檢測。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:使用所述多模光纖耦合器(2)，所述激光器(I)發(fā)出的寬波段光源經(jīng)過所述多模光纖耦合器(2)到達所述光纖光柵(5)，以Bragg波長為中心的寬波段光波被光柵反射，經(jīng)過耦合器后一部分光譜檢測單元進行光譜測量。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:選用所述光子晶體管(3)作為光吸收腔體。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述光纖光柵(5)上設(shè)計一個硅片和一個加熱裝置進行溫度調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:所述多模光纖耦合器(2)，其耦合比為 80:20o7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于:在每一個光纖光柵后加一個黑體進行多余激光的吸收，不讓其進行反射。
【專利摘要】本實用新型基于光子晶體溫度調(diào)制式近紅外吸收光譜裝置，包括激光器、多模光纖耦合器、光子晶體管、光學(xué)多路開關(guān)、光纖光柵、光子計數(shù)器、黑體；所述激光器為光譜檢測提供特定的激光光源；所述多模光纖耦合器傳輸激光和光的分路；所述光子晶體管，將光限制在其中心空芯內(nèi)，克服光的衰減，增強物質(zhì)對光的吸收；所述光學(xué)多路開關(guān)對光進行切換到不同的光纖光柵當中；所述光纖光柵可進行溫度調(diào)制并反射出特定窄波段的光，為物質(zhì)檢測提供特定的光；所述光子計數(shù)器為光譜檢測提供數(shù)據(jù)；所述黑體保證系統(tǒng)雜散光的吸收。
【IPC分類】G01N21/3577, G01N21/3504, G01N21/359
【公開號】CN204989008
【申請?zhí)枴緾N201520385437
【發(fā)明人】曹玲燕, 李志軍, 張建學(xué), 禚莉, 胡銦, 任濟雙
【申請人】江蘇國電南自海吉科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年6月5日