功率增强型的全光式QEPAS痕量气体检测系统研究

石英增强光声光谱技术由于具有灵敏度高、噪声免疫能力强、体积小等优点,成了一种备受关注的痕量气体检测技术.本文设计了一种全光式QEPAS痕量气体检测系统,采用共振频率为32.7 kHz的石英音叉作为声传感器,结合光功率放大技术,实现了系统信号幅值的极大提高;以具有工作点自稳定特性的光纤珐珀干涉仪作为振动解调单元,极大地提高了系统的稳定性.以C2H2作为检测对象,采用波长调制和二次谐波解调技术,优化得到系统的最佳调制深度为0.171 cm^(-1)、最佳激光位置距离音叉底部2.9 mm,最终得到QEPAS信号随C_(2)H_(2)浓度线性变化,其线性度为0.998,系统检测极限为30.3 ppb,由此得到系统的归一化等效噪声系数为2.51×10^(-8)cm^(-1)·W·Hz^(-1/2).最后在相同条件下,通过1小时连续工作测试验证了系统具有极好的稳定性.