【摘 要】
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利用甲烷（CH4）气体分子在1.6μm的吸收特性,使用中心波数为6 046.96cm-1的蝶形分布反馈式（DFB）激光器和自制的大内径光声池,设计了一款紧凑高灵敏的CH4气体传感器。为了进一步增
【机 构】
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量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学激光光谱研究所; 极端光学协同创新中心;
【基金项目】
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国家优秀青年基金项目(61622503);国家自然科学基金项目(61575113)资助
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利用甲烷（CH4）气体分子在1.6μm的吸收特性,使用中心波数为6 046.96cm-1的蝶形分布反馈式（DFB）激光器和自制的大内径光声池,设计了一款紧凑高灵敏的CH4气体传感器。为了进一步增强输出光声信号强度,一个具有高反射率的平面镜放置在光声池后,使透射光束被反射后,二次通过光声池,增强了光与被测气体的作用距离,使光声信号提高了1.9倍。传感器各项参数,包括调制频率、调制深度及气体流速被优化。在标准大气压和1s的积分时间下,该传感器最终获得的探测灵敏度为0.21ppm,1σ归一化等效噪声系数（NNEA）为2.1×10-8 cm-1·W·Hz-1/2。该甲烷传感器使用性价比高的DFB近红外激光二极管作为激发光源,装置简单,成本低廉可以满足大气环境检测、矿井瓦斯监测、工业过程控制及无创伤医疗诊断等领域的需求。
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