中科院開發新型雙共振光聲氣體傳感器

2022年10月12日，發表在《光聲學》雜志上的一項研究中，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所（CIOMP）的王震博士和王強教授共同開發了一種基于雙共振PAS 的新型氣體傳感器，該傳感器將光學和聲學諧振器組合在一個厘米長的配置中，并利用雙駐波效應，聲波和光波都顯著增強了好幾個數量級。

通過入射激光頻率與光學諧振腔縱向腔模的共振，一對諧振腔鏡形成駐波。高精細的光學諧振腔可直接放大光聲信號，顯著增強激光功率。入射激光的強度調制具有與換能器相同的諧振頻率。在一個專門設計的一維聲學諧振器中，產生的聲波被增強了兩個數量級。

在相同的實驗條件下，測量了C2H2線在1,531.6 nm 處三種不同構型的PAS-1f 信號。復合光聲放大的增強系數為105。在不同的C2H2/N2混合物中測試了傳感器的線性響應，傳感器在1×10-9到50×10-6之間表現出非常好的線性響應。采用allen-werle 偏差分析評價了長期穩定性和最小檢出限。平均時間為300 s，噪聲當量濃度（NEC）可提高到0.5 ppt，NEA 系數為5.7×10-13/cm。結果表明，所提出的光聲氣體傳感器實現了1.0×108的動態范圍。

該傳感器具有的高靈敏度和動態范圍，為科學勘探提供了有力的工具。