1、石英增強光聲光譜(QEPAS)技術是近幾年才發(fā)展起來的一種新型光聲光譜技術?；诖思夹g的光聲探測模塊，由于體積小、靈敏度高、成本低、抗干擾性強，而被廣泛應用在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)過程控制、醫(yī)療診斷等痕量氣體檢測領域。隨著科學技術的發(fā)展，傳統(tǒng)QEPAS技術需要被改進、革新以適應相關領域?qū)哿繗怏w檢測裝置的特殊要求。另外，由于傳統(tǒng)QEPAS技術利用壓電效應產(chǎn)生與被測氣體濃度成正比的微弱電信號，因此使其極易受探測環(huán)境中電磁場的干擾，并且無法實現(xiàn)

2、遠距離探測。為解決上述問題，本文提出了一種全光型的石英增強光聲光譜技術，該技術是利用光束反射原理探測石英音叉的振動信號，將與氣體濃度成正比的石英音叉振臂的振動幅值轉(zhuǎn)化為探測光束的強度變化，最終獲得目標探測氣體的相關信息。
　　本文首先介紹了傳統(tǒng)光聲光譜技術；接著敘述了石英音叉的特性和石英增強光聲光譜技術的工作原理，并介紹了目前石英增強光聲光譜中流行的兩種配置方式：在軸式和離軸式配置；最后對目前報道的石英增強光聲光譜系統(tǒng)的最新變種進

3、行了調(diào)研，指出了這些系統(tǒng)在特殊應用領域使用時存在的問題和弊端。
　　針對存在的問題，我們首次提出了全光型石英增強光聲光譜技術，并基于科學系統(tǒng)的理論分析設計、搭建了一套基于該技術的痕量氣體傳感系統(tǒng)。我們以空氣中的水汽作為探測氣體，通過科學的實驗分析衡量評估了該裝置的各項性能。結(jié)果顯示，其歸一化噪聲等效吸收系數(shù)為1.13×10-6cm-1WHz-1/2，探測靈敏度與傳統(tǒng)石英增強光聲光譜技術相當。
　　為進一步提高裝置的性能，我們

4、提出了改進優(yōu)化方案——將對微小位移量極為敏感的邁克爾遜干涉儀與全光型QEPAS系統(tǒng)結(jié)合，通過提高對音叉振臂微小位移量的精度測量來提高系統(tǒng)整體的探測靈敏度。通過優(yōu)化光學系統(tǒng)設計，獲得了清晰的干涉圖樣并探測到了明顯的干涉條紋的變化。以空氣中的水汽作為探測氣體，得到其歸一化噪聲等效吸收系數(shù)為4.005×10-8cm-1WHz-1/2，比優(yōu)化前的靈敏度提高了28.2倍，并且比石英增強光聲光譜技術提高了8.3倍。這種新穎的設計不僅使裝置具有較強的