基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展.pdf

第 卷 第期 年月金 陵 科 技 学 院 学 报J OUR NA LO FJ I N L I NGI N S T I TUT EO FT E CHNO L O G YV o l ,N o J u n e,D O I:/j c n k i /n 基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展李新华,贾志超,许薇,陈祥(金陵科技学院材料工程学院,江苏南京 )摘要:光致热弹光谱(L I T E S)技术在痕量气体检测领域的应用性能不断提高.主要介绍了基于不同结构吸收池的L I T E S痕量气体传感技术、提高系统灵敏度的各种技术手段以及L I T E S痕量气体传感技术的光强修正方法,并对目前L I T E S痕量气体传感技术的研究进展进行总结,展望了进一步提高系统检测灵敏度的方法,以期L I T E S痕量气体传感技术在环境监测、工业安全和生命科学等领域发挥更大的作用.关键词:光致热弹光谱;石英音叉;长光程;痕量气体;传感器中图分类号:O ;T B 文献标识码:A文章编号:X()收稿日期:基金项目:中国科学院环境光学与技术重点实验室开放基金项目(D P )作者简介:李新华(),女,江苏南京人,副教授,硕士,主要从事光学设计及光谱分析相关研究.R e s e a r c hP r o g r e s s i nT r a c eG a sS e n s i n gT e c h n o l o g yB a s e do nL a s e r i n d u c e dT h e r m o e l a s t i cS p e c t r o s c o p yL IX i n h u a,J I AZ h i c h a o,XU W e i,CHE NX i a n g(J i n l i n gI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y,N a n j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T h ea p p l i c a t i o np e r f o r m a n c eo fl a s e r i n d u c e dt h e r m o e l a s t i cs p e c t r o s c o p y(L I T E S)t e c h n o l o g y i nt h e f i e l do f t r a c eg a sd e t e c t i o ni sc o n t i n u o u s l y i m p r o v i n g T h i sp a p e rm a i n l yi n t r o d u c e s t h eL I T E St r a c eg a ss e n s i n gt e c h n o l o g yb a s e do nd i f f e r e n ts t r u c t u r e so fa b s o r p t i o nc e l l s,v a r i o u s t e c h n i c a lm e a n s t o i m p r o v es y s t e ms e n s i t i v i t y,a n dt h e l i g h t i n t e n s i t yc o r r e c t i o nm e t h o d so fL I T E St r a c eg a s s e n s i n g t e c h n o l o g y T h e c u r r e n t r e s e a r c hp r o g r e s so fL I T E St r a c eg a ss e n s i n gt e c h n o l o g y i ss u mm a r i z e da n dt h em e t h o d st of u r t h e r i m p r o v et h ed e t e c t i o ns e n s i t i v i t yo f t h e s y s t e ma r ep r o s p e c t e d T h eL I T E S t r a c eg a s s e n s i n g t e c h n o l o g y i s e x p e c t e d t op l a yag r e a t e r r o l e i nt h e f i e l d so f e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n g,i n d u s t r i a l s a f e t ya n d l i f es c i e n c e s K e yw o r d s:l a s e r i n d u c e dt h e r m o e l a s t i cs p e c t r o s c o p y;q u a r t zt u n i n gf o r k;l o n go p t i c a lp a t h s;t r a c eg a s;s e n s o r痕量气体检测技术在环境大气检测、无创生物医疗、工业生产监测以及流场诊断等众多领域扮演着重要的角色.目前大气痕量气体检测技术主要有半导体气体传感器、化学发光法、电化学气体传感器和激光吸收光谱等.激光吸收光谱技术因具有“分子指纹”、高灵敏度、快速响应及原位检测等优点,广泛应用于大气痕量气体检测领域.激光吸收光谱分为直接吸收光谱和间接吸收光谱.直接吸收光谱是通过光电探测器对气体分子吸收后的透射激光功率进行测量,主要有可调谐半导体激光吸收光谱(t u n a b l ed i o d e l a s e r a b s o r p t i o ns p e c t r o s c o p y,T D L A S)、光腔衰荡光谱(c a v i t yr i n g d o w ns p e c t r o s c o p y,C R D S)和波长调制光谱(w a v e l e n g t hm o d u l a t i o ns p e c t r o s c o p y,WM S).间接吸收光谱是一种无背景探测技术,测量的是目标分子吸收光能跃迁第期李新华,等:基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展到激发态后重新回到基态时所释放的热能、声能等能量信息,主要有光声光谱(p h o t o a c o u s t i cs p e c t r o s c o p y,P A S)、光热光谱(p h o t o t h e r m a l s p e c t r o s c o p y,P T S),其中,P A S是一种基于光声效应的吸收光谱技术,随着声学传感器的不断发展,该技术得到了迅速发展.年,美国莱斯大学K o s t e r e v等利用石英音叉(q u a r t zt u n i n gf o r k,QT F)的压电效应首次实现了对光声波的探测,发明了石英增强型光声光谱(q u a r t z e n h a n c e dp h o t o a c o u s t i cs p e c t r o s c o p y,Q E P A S)技术.Q E P A S技术由于探测灵敏度高、成本低、结构简单以及耗气量低等特点,在痕量气体检测领域受到广泛关注.然而,Q E P A S是一种接触式测量技术,要求QT F长期暴露在目标气体中.测量酸性或腐蚀性气体时,QT F电极表面的银镀膜易受到严重腐蚀,从而影响其探测性能,这限制了Q E P A S技术在工业生产、火灾预警等领域的推广应用.尽管如此,QT F因其具有灵敏度高、抗干扰能力强及无波长选择性等特点,仍然受到青睐.年D i n g等采用宽带可调谐外腔量子级联激光器(b r o a d b a n dt u n a b l ee x t e r n a lc a v i t yq u a n t u mc a s c a d e l a s e r,B T E C Q C L)作为光源,并利用QT F的压电效应对激光功率进行测量,详细研究了激光照射在QT F表面的激励位置不同时,环境压力和温度对QT F响应信号、共振频率和品质因素Q值的影响.同年,M a等利用QT F的高灵敏特性,将其替代光电探测器并与波长调制技术结合实现了乙炔(CH)的高灵敏探测,乙炔体积分数的最小检测限(m i n i m u md e t e c t i o nl i m i t,MD L)达到了 .此外,M a首次提出了石英增强光热光谱(q u a r t z e n h a n c e dp h o t o t h e r m a l s p e c t r o s c o p y,Q E P T S),又称光致热弹光谱(l a s e r i n d u c e dt h e r m o e l a s t i c s p e c t r o s c o p y,L I T E S).相比于Q E P A S技术,L I T E S是一种无接触式的光谱测量技术,避免了QT F被腐蚀而导致的系统探测灵敏度降低.相比于T D L A S,L I T E S具有更高的灵敏度,并且QT F具有无波长选择性,可实现全波段光谱测量.根据朗伯 比尔(L a m b e r t B e e r)定律,吸收光谱的灵敏度与光吸收路径的有效长度成正比.因此,增加光吸收路径的有效长度是提高L I T E S系统灵敏度的主要技术手段.本文主要介绍了基于不同光路结构L I T E S气体检测技术的研究和发展,然后从增加光程、提高探测器性能以及修正光强等方面梳理了提高L I T E S系统灵敏度的技术手段,分析对比了不同技术手段的特点及最新研究进展,最后展望了L I T E S技术的发展趋势.基于多通池的L I T E S探测技术在L I T E S技术中,提高系统灵敏度的关键是增加光吸收路径的有效长度.年,H e等首次报道了一种基于高Q值QT F与赫里奥特吸收池(H e r r i o t tc e l l)相结合的L I T E S气体传感器,吸收光程约为 m.在 m s积分时间内,C O测量的最低体积分数为 ,对应的归一化等效噪声系数(NN E A)为 c mWH z/,图(a)展示了该传感器的实验装置以及在相同条件下测量C O的T D L A S和L I T E S的f信号、噪声水平,相较于T D L A S,L I T E S传感器的信噪比约提高至原先的倍.常用的多通池是通过空间光入射到吸收池内部实现多次反射,以此增加有效光吸收路径长度.由于出射光与入射光保持特定的角度出射,并且光源大多为不可见光,因此光路准直极其不便.年,L i u等将光程长 m的光纤耦合多通池与L I T E S相结合,不仅避免了光学对准的烦琐,而且提高了系统的鲁棒性.图(b)展示了基于光纤耦合多通池的L I T E S传感系统装置、不同C O浓度的f信号和长期测量的艾伦方差分析,得到体积分数为 的检测限,对应的N N E A为 c mWH z/.除了常用的赫里奥特吸收池外,使用谐振腔能够获得更长的有效光吸收路径.年,Z h e n g等采用高精细度离轴积分腔与高Q值QT F相结合的方法,实现了近红外离轴腔增强热弹性光谱(o f f a x i sc a v i t y e n h a n c e dt h e r m o e l a s t i cs p e c t r o s c o p y,OA C E T E S)传感器对水蒸气的测量,在长度为 c m的法布里 珀罗腔(F a b r y P e r o t c a v i t y,f i n e s s e )内实现了 m的有效光吸收路径长度.图(a)展示了基于离轴积分腔的L I T E S系统实验装置.对体积分数为 的水蒸气进行测量,实现了积分数为 的检测限.同年,该团队又提出了一种基于新型光纤耦合的O A C E T E S传感技术,采用c m长的离轴积分腔(f i n e s s e )实现了约 m的有效光吸收路径长度,并利用 m长的光纤实现了对NH的远距离测量,图(b)展示了该实验装置图及现场应用,该装置在 m s积分时间内实现了体积分数为 的检测限,对应的NN E A为 c mWH z/,验证了现场应用的可靠金陵科技学院学报第 卷性,为有毒、腐蚀性气体的远距离监测提供了有效方案.(a)H e等报道的气体传感器实验装置及T D L A S与L I T E S的f信号和噪声对比结果(b)L i u等报道的L I T E S系统实验装置及其浓度标定与艾伦方差分析结果图两种基于赫里奥特吸收池的L I T E S实验装置及测量数据 (a)Z h e n g等提出的OA C E T E S传感系统实验装置(b)基于新型光纤耦合的OA C E T E S传感系统实验装置及其现场应用图两种基于谐振腔的L I T E S实验装置 第期李新华,等:基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展通过不同降噪技术抑制L I T E S系统自身噪声、提高系统灵敏度的方法被越来越多的学者所关注.年,Z h a n g等将自差分技术应用到L I T E S系统中,提出了一种基于QT F自差分技术的L I T E S气体传感技术.图为基于自差分技术的L I T E S系统装置及其与传统差分技术的对比数据.将调制后的激光分为两束,一束作为探测光源穿过多通池,另一束作为参考光源.通过调整两束激光照射在QT F上的位置,使得QT F产生方向相反的振动,将产生的两个热弹信号相减,即可消除系统的共模噪声,从而达到提高S N R的目的.相比于传统的自差分技术,基于QT F的自差分技术的S N R提高至原来的 倍.该系统CH检测的最低体积分数为 ,对应的NN E A为 c mWH z/,利用QT F的机械振动特性实现自差分技术,可以有效地降低系统噪声.但相比之下,采用降噪算法来提高系统的S N R,不仅光路结构简单、易操作,同时还提高了系统的鲁棒性.年,L i u等首次报道了基于L I T E S技术的高灵敏氟化氢(H F)气体传感器,将浅层神经网络(S NN)拟合算法引入光谱数据处理领域,实现了系统降噪.图(a)展示了基于浅层神经网络算法的L I T E S系统装置;图(b)展示了S NN算法的拓扑结构;图(c)是S NN模型拟合数据与实验数据比较.基于L I T E S技术的高灵敏度氟化氢(H F)气体传感器提供了一种端到端的检测方法,对原始输入数据不进行任何预处理,并自动提取特征,采用光程为 m的赫里奥特吸收池实现了对H F的高灵敏测量.当积分时间为 s时,系统可实现H F(a)基于自差分技术的L I T E S系统装置(b)基于传统自差分技术的Q E P T S信号(c)基于Q T F自差分技术的Q E P T S信号图基于自差分技术的L I T E S系统装置及其与传统差分技术的对比数据(a)基于浅层神经网络算法的L I T E S系统装置(b)S NN算法拓扑结构(c)S NN模型拟合数据与实验数据的比较图基于浅层神经网络算法的L I T E S气体传感器 金陵科技学院学报第 卷体积分数为 的检测限,比采用S NN拟合算法S N R提高了倍.同年,该团队又报道了一种基于自适应S a v i t z k y G o l a y(S G)滤波算法的L I T E S高灵敏度CH传感器,将一种带有统计准则的自适应S G滤波算法引入L I T E S技术,系统S N R提高至原来的 倍.在积分时间 s时,实现对CH测量的最低体积分数为 .增加吸收光程或采用降噪光谱算法均可以提高L I T E S系统的灵敏度,但对于提高系统检测性能来说,采用高性能的探测器将是至关重要的.年,Q i a o等报道了一种基于L I T E S的超高灵敏度氯化氢(HC l)传感器,该传感器利用定制的频率为 k H z的QT F,结合光程为 m的光纤耦合多通池,实现了对HC l的超高灵敏度测量.图展示了该系统装置和种QT F的f信号、噪声水平.采用低频的QT F,有利于产生更长的能量积累时间,与标准的 k H zQT F相比提供了约倍的信号,在 m s的积分时间内最低可测得的体积分数为 .但由于定制的QT F比较难以获得,限制了低频QT F在L I T E S传感器中的推广应用.标准的 k H zQT F表面镀有银膜电极,对激光具有很高的反射率,会降低石英音叉对光能量的吸收,从而影响L I T E S传感器的检测性能.(a)基于浅层神经网络算法的L I T E S系统装置(b)种Q T F的f信号及噪声对比图基于定制低频Q T F的L I T E S系统装置及不同Q T F的信号对比 年,L o u等报道了一种基于聚合物涂层QT F的L I T E S传感器,采用赫里奥特气体吸收池,将两种不同厚度的聚二甲基硅氧烷(p o l y d i m e t h y l s i l o x a n e,P DM S)聚合物薄膜沉积在标准的 k H zQT F表面,以提高激光能量转换成振动能的效率.实验结果表明,该装置的信号幅值和S N R分别提高至裸QT F的 倍和 倍.图(a)展示了基于镀P DM S膜QT F的L I T E S实验装置.同年,该团队利用石墨烯涂层QT F开发了一种基于L I T E S的新型高灵敏度气体传感器,采用长度为 m的赫里奥特气体吸收池实现了长度为 m的有效光吸收路径.图(b)展示了镀有石墨烯涂层的QT F实物及其S EM图像和X R D谱图.选择C O作为性能验证的目标分析物,相比于传统L I T E S,灵敏度和S N R分别提高至原来的 倍和 倍.年,该团队又报道了一种基于多层表面涂层QT F的近红外L I T E S气体传感器,采用有效光吸收路径长度为 m的赫里奥特气体吸收池,提高了激光吸收效率;在Q T F表面依次沉积还原氧化石墨烯(r e d u c e dg r a p h e n eo x i d e,r G O)和P DM S薄膜,提高了热弹性转换效率.与商用 k H zQ T F相比,引入薄层P DM S r G O复合材料的信号幅值和信噪比分别提高至原来的 倍和 倍.最小检测体积分数为 ,提高至裸Q T F的 倍,N N E A为 c mWH z/.图(c)展示了镀有P DM S和r G O涂层的Q T F实物及其S E M图像.基于 k H z表面镀膜Q T F的L I T E S传感器技术为痕量气体检测提供了一种有效技术手段.相比于定制低频Q T F,镀膜Q T F技术较为成熟,易于实现,并且能提升数倍的系统性能.第期李新华,等:基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展(a)L I T E S实验装置及镀P DM S膜的QT F实物图(b)石墨烯涂层的Q T F及其S EM图像、X R D谱图(c)P DM S和r G o涂层的Q T F及其S EM图像图不同涂层镀膜的Q T F对比 基于空芯光纤的L I T E S探测技术为了实现更长的光程以提高检测限,基于多通池的L I T E S气体传感器中吸收池的体积通常较大,意味着需要的目标气体量较多,对于一些特殊应用如人体呼吸气检测或深海溶解气测量等,可能存在一些挑战.在这些特殊应用中,单位时间内获取的待测气体体积远小于吸收池体积,因此吸收池中的待测气体达到平衡所需的时间较长,无法及时和准确地反映待测气体浓度信息.为了满足耗气量低、体积小的痕量气体传感需求,年,H u等报道了一种紧凑型全光纤L I T E S痕量气体传感器.采用长 c m的空芯光子晶体光纤(h o l l o w c o r ep h o t o n i c c r y s t a l f i b e r,HC P C F)作为波导和毛细管吸收池,代替了传统的多通池,实现了低耗气量的快速响应.将激光和待测气体限制在空芯内传播,并通过单模光纤尖端将激光照射在QT F表面.将CH作为目标分子,获得系统的最低检测体积分数为 ,对应的NN E A为 c mWH z/.图为基于HC P C F的L I T E S传感器实验装置.年,B o j等报道了一种结合抗共振空心光纤(a n t i r e s o n a n th o l l o w c o r ef i b e r,A RHC F)的L I T E S传感器.采用长 m的A RHC F作为气体吸收池,当积分时间为 s时,实现CH测量的最低体积分数为 ,对应的NN E A为 c mWH z/.同年,M a等采用自制的长 m的硅基中空抗共振光纤(h o l l o w c o r ea n t i r e s o n a n t f i b e r,HC A R F)作为光传输介质和气体吸收池(图),实现对CH和C O的测量.该装置不仅可以实现低耗气量的快速响应,而且减小了传感器的尺寸和光学对准的难度.同时由于光纤传输具有较低的光传输损耗,可以实现更长的光吸收有效路径,CH L I T E S和C O L I T E S传感器测量的最低体积分数分别为 和 .金陵科技学院学报第 卷图基于H C P C F的L I T E S传感器实验装置 图基于H C A R F的L I T E S传感器实验装置 基于开放光路的L I T E S探测技术上述研究均采用抽取式的测量方法,需要将待测气体抽进吸收池内进行测量.当对工业园区等应用环境进行测量时,如工业生产中烟气排放监测、天然气泄漏监测等,抽取式测量往往不能满足现场实时监测的需求.年,L i等研制了一种基于宽频带可调谐外腔量子级联激光器(e x t e r n a lc a v i t yq u a n t u mc a s c a d e l a s e r,E C Q C L)的L I T E S传感器.采用 k H z的高频音叉作为光探测器,在 m光程的开放光路实现了多种挥发性有机化合物(酒精、丙酮、乙醚)的同时检测,证明了该技术在安全领域中检测泄漏羽流上的适用性.年,Z h a n g等报道了一种基于L I T E S的长距离自由空间气体检测系统,用于CH的泄漏监测.在最佳积分时间 s时,该系统对CH的最低检测体积分数达到 .图展示了远距离自由空间L I T E S气体检测系统装置及其不同浓度下的f信号和长期测量的艾伦方差分析.将体积分数为的CH气瓶放置在不同位置,模拟CH在自由空间中的泄漏,证明该系统能够满足实际工程应用的需要.第期李新华,等:基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展(a)开放光路L I T E S实验装置(b)浓度标定(c)艾伦方差分析图远距离自由空间L I T E S气体检测系统装置、不同浓度下的f信号和艾伦方差分析 L I T E S的光强修正在L I T E S技术中,激光通过目标分子气体后照射在QT F表面,一部分激光能量被QT F吸收产生光热能,导致QT F机械振动产生压电信号,因此QT F产生的光致热弹信号与激光光功率成正相关.在实际应用中,测量环境发生变化或待测气体含有杂质污染等,会导致照射在QT F表面的光功率发生变化,从而降低系统检测灵敏度.为了避免光强抖动对传感器带来的不利影响,对激光光功率进行归一化处理是非常必要的.年,X u等首次报道了一种基于f/f的L I T E S痕量气体传感器,采用频分复用技术,实现了单QT F对f和f同时测量,详细研究了激光光功率变化和QT F表面激发位置对测量的影响.图(a)展示了实验装置,图(b)展示了正弦调制信号以及在时域和频域上的QT F信号,图(c)展示了不同光强下的f信号、f信号和f/f信号及其与光功率的线性关系,图(d)展示了激光束(a)实验装置(b)双频调制信号及频谱分析(c)不同光强下的f信号、f信号、f/f信号及线性度关系(d)不同激发位置下的f信号、f信号、f/f信号图 基于f/f的L I T E S系统及其测量数据 金陵科技学院学报第 卷照射在QT F表面不同位置处所激发的f信号、f信号和f/f信号.实验结果表明,当激光光功率在 mW变化时,f/f信号幅值基本对光强免疫;对比QT F表面不同激发位置的f/f信号幅值,f/f信号幅值不受激发位置的影响,基于f/f的L I T E S传感器可以有效提高系统的长期稳定性,对光强抖动等环境干扰因素具有超强的抗干扰能力.年,L i u等报道了一种基于一次谐波相位角(t h e f i r s t h a r m o n i cp h a s e a n g l e,f P A)的L I T E S高灵敏度CH传感器,利用同相和反相的f分量处理得到f P A信号.图(a)展示了同相f、反相f、f P A信号,图(b)展示了不同CH浓度下的f P A信号,图(c)对不同光强变化下f和fP A信号幅值进行了对比,图(d)对比了不同解调相位下f和f P A信号幅值.结果显示,当激光光功率在 mW变化时,f P A信号幅值的波动小于;当解调相位在 变化时,fP A信号幅值在 以内波动.系统最低可测得体积分数为 的CH气体,对应的NN E A为 c mWH z/,表明基于f P A的L I T E S传感器可以方便地获得不受光强抖动和相位漂移影响的高精度气体浓度,在长期的现场应用尤其在恶劣的环境中显示出极大的优越性和应用前景.(a)同相f、反相f、f P A信号(b)不同C H浓度下的f P A信号(c)不同光强下的f和f P A信号(d)不同解调相位下的f和f P A信号图 基于f P A的L I T E S系统测量数据 总结与展望本文重点介绍了不同测量光路的L I T E S技术在痕量气体检测方面的研究进展,针对如何提高L I T E S系统的检测性能这一核心问题,聚焦于多通池、空芯光纤、开放光路和光强修正等方面的研究.首先,围绕基于多通池的L I T E S检测技术主要讨论了以下方面:采用谐振腔达到更长的光程;采用自差分技术、浅层神经网络算法、自适应S G滤波算法等手段降低系统噪声;采用定制低频QT F或QT F表面镀膜等方式提高探测器性能.其次,阐述了空芯光纤的L I T E S技术,以及不同类型的空芯光纤作为激光传输介质和气体吸收池的应用.HC P C F、A RHC F和HC A R F等不同类型的空芯光纤在L I T E S技术中具有潜在的应用价值,可以根据具体需求选择合适的光纤类型.再次,基于开放光路的L I T E S检测技术的实现,证明了L I T E S气体传感技术可以应用于工业生产过程中的烟气检测、甲烷泄漏监测等安全领域.最第期李新华,等:基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展后,介绍了基于L I T E S技术的光强修正方法,论述了基于f/f、f P A等的检测技术在测量过程中对光强进行归一化处理,以满足长期测量时系统稳定性的需求.基于L I T E S的痕量气体传感器具有成本低、系统结构简单、灵敏度高、响应带宽宽等优点,在大气环境监测、无创医疗诊断、工业园区烟气监测以及气体泄漏预警等领域得到了广泛应用.随着L I T E S技术研究的深入,系统灵敏度的提高、多组分气体的同时检测以及更长波段光源的采用将是L I T E S技术未来研究的热点话题.针对目前L I T E S技术所存在的问题,本文提出了以下解决方案:)利用更长光程的空芯光纤作为气体吸收池,以减少光传输损耗并增加有效光吸收路径长度,从而提高系统的灵敏度和检测限.)开发具有较低共振频率的QT F,提高QT F的品质因数,从而增加光热能的转换效率.)研究和开发具有高吸收率和转化效率的镀膜材料,优化镀膜工艺,以增强QT F对光的吸收能力,从而提高系统的灵敏度和稳定性.)优化光谱算法,采用更有效的降噪算法,提高信噪比;同时,进行光强归一化处理,以减小光强抖动对传感器性能的影响,提高系统的长期稳定性和可靠性.参考文献:CHE NXA,YANGCG,HU M,e ta l H i g h l y s e n s i t i v eN O,N O,a n dNHm e a s u r e m e n t sw i t ha no p e n m u l t i p a s sc e l lb a s e do nm i d i n f r a r e dw a v e l e n g t hm o d u l a t i o ns p e c t r o s c o p yJ C h i n e s eP h y s i c sB,():N I E W,XUZY,KANRF,e t a l A na p p r o a c ht og a s s e n s o r sb a s e do nt u n a b l ed i o d e l a s e r i n c o m p l e t es a t u r a t e da b s o r p t i o ns p e c t r aJ C h i n e s eP h y s i c sB,():D E N G H,YANGCG,WANG W,e ta l N e a r i n f r a r e dh e t e r o d y n er a d i o m e t e rf o rc o n t i n u o u sm e a s u r e m e n t so fa t m o s p h e r i cC Oc o l u m nc o n c e n t r a t i o nJ I n f r a r e dP h y s i c s&T e c h n o l o g y,:WU HP,D ONGL,Z HE N GHD,e t a l B e a t f r e q u e n c yq u a r t z e n h a n c e dp h o t o a c o u s t i c s p e c t r o s c o p y f o r f a s t a n dc a l i b r a t i o n f r e ec o n t i n u o u s t r a c e g a sm o n i t o r i n gJ N a t u r eC o mm u n i c a t i o n s,:CHE NXA,L I U H,HU M,e t a l F r e q u e n c y d o m a i nd e t e c t i o nf o r f r e q u e n c y d i v i s i o nm u l t i p l e x i n gQ E P A SJ S e n s o r s,():马欲飞基于石英增强光声光谱的气体传感技术研究进展J物理学报,():刘浩,胡迈,陈祥,等基于频分复用石英音叉增强型光声光谱技术的CH和C O测量研究J光学学报,():胡迈,陈祥,张辉,等一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测J光学精密工程,():袁峰,高晶,姚路,等球载C R D S高灵敏度甲烷测量系统的研制J光学精密工程,():YANGCG,ME ILA,WANGXP,e ta l S i m u l t a n e o u sm e a s u r e m e n to fg a sa b s o r p t i o na n dp a t hl e n g t hb ye m p l o y i n gt h e f i r s th a r m o n i cp h a s ea n g l e m e t h o di n w a v e l e n g t h m o d u l a t i o ns p e c t r o s c o p yJ O p tE x p r e s s,():Q I A OSD,MA Y F,P A T I M I S C O P,e ta l M u l t i p a s sq u a r t z e n h a n c e dp h o t o a c o u s t i cs p e c t r o s c o p y b a s e dt r a c eg a ss e n s i n gJ O p t i c sL e t t e r s,():姜寿林,靳伟,陈非凡,等基于空芯光纤光热光谱技术的高灵敏度C O检测J光学学报,():WAN GQ,WANGZ,Z HANG H,e ta l D u a l c o m bp h o t o t h e r m a ls p e c t r o s c o p yJ N a t u r eC o mm u n i c a t i o n s,():KO S T E R E VAA,B AKH I R K I NYA,C UR LRF,e ta l Q u a r t z e n h a n c e dp h o t o a c o u s t i cs p e c t r o s c o p yJ O p t i c sL e t t e r s,():MAYF,L I AN G T T,Q I A OSD,e ta l H i g h l ys e n s i t i v ea n df a s th y d r o g e nd e t e c t i o nb a s e do nl i g h t i n d u c e dt h e r m o e l a s t i cs p e c t r o s c o p yJ U l t r a f a s tS c i e n c e,():D I N GJY,HETB,Z HOUS,e ta l Q u a r t zt u n i n gf o r k b a s e dp h o t o d e t e c t o rf o rm i d i n f r a r e dl a s e rs p e c t r o s c o p yJA p p l i e dP h y s i c sB,():MAYF,HEY,T ONGY,e t a l Q u a r t z t u n i n g f o r ke n h a n c e dp h o t o t h e r m a l s p e c t r o s c o p yf o ru l t r a h i g hs e n s i t i v et r a c eg a sd e t e c t i o nJ O p t i c sE x p r e s s,():M IY,MAYF U l t r a h i g h l ys e n s i t i v ea mm o n i ad e t e c t i o nb a s e do nl i g h t i n d u c e dt h e r m o e l a s t i cs p e c t r o s c o p yJ S e n 金陵科技学院学报第 卷s o r s,():HEY,MAYF,T ONGY,e t a l U l t r a h i g hs e n s i t i v e l i g h t i n d u c e d t h e r m o e l a s t i c s p e c t r o s c o p y s e n s o rw i t hah i g hQ f a c t o rq u a r t z t u n i n gf o r ka n dam u l t i p a s sc e l lJ O p t i c sL e t t e r s,():L I UXN,MAYF S e n s i t i v e c a r b o nm o n o x i d ed