Hollow-waveguide-based light-induced thermoelastic spectroscopy sensing

材料科学 光学 热弹性阻尼 激光器 光谱学 波长 二极管 光电子学 物理 量子力学 热的 气象学
作者
Wei-Peng Chen,Vincenzo Spagnolo,Ziting Lang,Jiachen Jiang,Ying He,Yi-Wei Shi,Yufei Ma
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:48 (15): 3989-3989 被引量:36
标识
DOI:10.1364/ol.497685
摘要

In this Letter, a hollow waveguide (HWG)-based light-induced thermoelastic spectroscopy (LITES) gas sensing is proposed. An HWG with a length of 65 cm and inner diameter of 4 mm was used as the light transmission medium and gas chamber. The inner wall of the HWG was coated with a silver (Ag) film to improve reflectivity. Compared with the usually used multi-pass cell (MPC), the HWG has many advantages, such as small size, simple structure and fast filling. Compared with a hollow-core anti-resonant fiber (HC-ARF), the HWG has the merits of easy optical coupling, high system stability, and wide transmission range. A diode laser with output wavelength of 1.53 µm and a quantum cascade laser (QCL) with output wavelength of 4.58 µm were selected as the sources of excitation to target acetylene (C 2 H 2 ) and carbon monoxide (CO), respectively, to verify the performance of the HWG-based LITES sensor in the near-infrared and mid-infrared regions. The experimental results showed that the HWG-based LITES sensor had a great linear responsiveness to the target gas concentration. The minimum detection limit (MDL) for C 2 H 2 and CO was 6.07 ppm and 98.66 ppb, respectively.
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