中科院开发新型双共振光声气体传感器

2022年10月12日，发表在《光声学》杂志上的一项研究中，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（CIOMP）的王震博士和王强教授共同开发了一种基于双共振PAS 的新型气体传感器，该传感器将光学和声学谐振器组合在一个厘米长的配置中，并利用双驻波效应，声波和光波都显著增强了好几个数量级。

通过入射激光频率与光学谐振腔纵向腔模的共振，一对谐振腔镜形成驻波。高精细的光学谐振腔可直接放大光声信号，显著增强激光功率。入射激光的强度调制具有与换能器相同的谐振频率。在一个专门设计的一维声学谐振器中，产生的声波被增强了两个数量级。

在相同的实验条件下，测量了C2H2线在1,531.6 nm 处三种不同构型的PAS-1f 信号。复合光声放大的增强系数为105。在不同的C2H2/N2混合物中测试了传感器的线性响应，传感器在1×10-9到50×10-6之间表现出非常好的线性响应。采用allen-werle 偏差分析评价了长期稳定性和最小检出限。平均时间为300 s，噪声当量浓度（NEC）可提高到0.5 ppt，NEA 系数为5.7×10-13/cm。结果表明，所提出的光声气体传感器实现了1.0×108的动态范围。

该传感器具有的高灵敏度和动态范围，为科学勘探提供了有力的工具。