基于光子晶体光纤四波混频效应的甲烷传感测量

通过在非线性光子晶体光纤的两个特定包层气孔内侧镀甲烷气敏薄膜,实现了一种基于简并四波混频效应的甲烷测量新方法,该方法通过建立光纤中斯托克斯光谱、反斯托克斯光谱的移动与甲烷浓度变化的直接联系来实现对甲烷气体的实时精准检测。实验结果证明,传感器的灵敏度与气敏膜厚度、泵浦波长密切相关。在同一泵浦波长下,随着气敏膜厚度增加,传感灵敏度相应增加;当气敏膜厚度保持不变时,泵浦波长越接近零色散波长,传感灵敏度越高。经过结构参数优化,最终斯托克斯光谱和反斯托克斯光谱所对应的气体传感灵敏度分别达到了-4.87 nm/%和2.83 nm/%。相关测量原理同样适用于其他气体的精准测量和混合气体的组分分析。