石英增强光声光谱技术研究进展

马欲飞， 佟 瑶， 何 应， 张立功， 于 欣

(可调谐激光技术国家级重点实验室 哈尔滨工业大学， 黑龙江 哈尔滨 150001)

石英增强光声光谱技术研究进展

马欲飞*， 佟 瑶， 何 应， 张立功， 于 欣

(可调谐激光技术国家级重点实验室 哈尔滨工业大学， 黑龙江 哈尔滨 150001)

石英增强光声光谱(QEPAS)技术是一种新颖的气体探测技术，具有体积小、灵敏度高等优点，是痕量气体检测技术的研究热点。本文对QEPAS技术的基本原理、发展历史及发展现状进行了综述，并对多种不同结构的QEPAS系统发展情况进行了介绍，最后对该技术的发展前景进行了展望。

石英增强光声光谱； 痕量气体检测； 激光器； 石英音叉

1 引 言

近年来，大气环境污染、全球气候变暖以及工业生产过程中危险气体的产生等问题日益引起人们的关注。一般情况下，这些气体的含量很低，其体积浓度远小于1%，称之为痕量气体[1]。痕量气体传感技术的发展为人们提供了有效的技术手段去检测这些目标气体的成分及浓度。痕量气体传感技术应用领域非常广泛，目前主要应用领域包括[2-9]环境监测、排放物监测、与医学有关的重要气体分子研究、燃烧过程研究、星际探测和制造业监测等。以环境监测为例，由于大气环境中存在多种微量气体，如甲烷(CH4)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、乙烯(C2H2)、氟化物(HFCS、SF6)等，浓度在10-6(ppm)～10-9(ppb)量级，它们的含量虽然很低，但是却对环境有很大的影响[10-11]。如对流层臭氧是仅次于二氧化碳、甲烷而排在第3位的温室气体；SO2排放的增多导致酸雨的形成；……