中空波导多程腔

痕量气体拉曼信号倍增

利用内壁镀膜的中空波导实现多次反射，将激光与气体的作用长度大幅延长，从而显著增强拉曼散射信号。

Miaolin, Wang · 王品一 · 王建新 · Tanglong, Liu · Zhiwei, Shen · 陈伟根

Analytical Chemistry 2025

具体参数

CH₄检测限

{'zh': '0.87', 'en': '0.87'} ppm

H₂检测限

{'zh': '2.06', 'en': '2.06'} ppm

技术优势

信号增强几十倍

激光在腔内反射50次，光程倍增延长气体相互作用距离，拉曼信号强度随反射次数增加而提升。

不需要高压和长时曝光

在0.1 MPa总压和60秒曝光条件下即可获得亚ppm级检测限，远优于传统自发拉曼散射方案。

免前处理一次测多种

无需色谱分离或预浓缩，同时记录空气、CH₄、H₂等多种气体的拉曼光谱，实现原位多组分分析。

应用场景

• 痕量气体检测：替代色谱或质谱，直接检测环境中痕量甲烷或氢气泄漏。
• 增强拉曼光谱：取代传统多次反射池，用波导腔内增强方式提升拉曼信号。
• 分析仪器：作为拉曼光谱仪的专用换样腔，升级痕量气体检测模块。
• 光学气体传感器：代替电化学或红外传感器，实现免接触、免标定的多组分现场监测。