三椭球结构多组分光学传感器性能提高研究

作     者：周宇航 倪雨琛 葛玮 郭亚 Zhou Yuhang;Ni Yuchen;Ge Wei;Guo Ya

作者机构：江南大学物联网工程学院轻工过程先进控制教育部重点实验室江苏无锡214122 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31771680) 国家自然科学基金国际合作项目(51961125102) 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2023年第60卷第10期

页      码：430-436页

摘      要：光学气体传感器性能受气室结构影响较大,但是关于通过改进气室结构提高光学气体传感器的研究较少,提高芯片的利用率对缓解全球半导体芯片供应不足及低碳环保等具有重要意义。为了提高芯片利用率与满足多组分气体传感器高性能检测需求,设计了一种使用非分光红外技术的可同时检测CO_(2)、SO_(2)和CO这3种气体的三椭球型气室结构光学传感器,并对气室的光学性能进行研究。通过光路仿真、有限元模拟、蒙特卡罗模拟等可知:23%的接收面上集中了91%的能量,克服了直射式结构气室光程短和光敏面上光通量低的问题(光程长度增加了25%,光通量增加了40倍),同时克服了多反射式结构光通量过低的问题(约增加了117倍),信噪比分布是多反射式和直射式的10~100倍。因此,所提三椭球气室结构对于高端多组分组合式气体传感器的实现有着重要的意义。

主 题 词：传感器 光学气体传感器 非分光红外技术 三椭球型气室结构 有限元模拟 蒙特卡罗模拟 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/LOP220884

馆 藏 号：203113494...