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红外气体传感器的气室设计与光学路径优化技术.docx
资料介绍
红外气体传感器的气室设计与光学路径优化技术
一、技术概述
气室是NDIR气体传感器的核心光学组件，直接影响有效光程、气体交换效率和传感器响应速度。在微型化趋势下，如何在紧凑空间内实现足够长的有效光程，是NDIR传感器设计的核心挑战。2025-2026年，复合抛物面聚光器、多次反射腔和折叠光路等气室设计技术取得了显著进展。
二、气室设计参数
有效光程是决定NDIR传感器灵敏度的关键参数。根据比尔-朗伯定律，有效光程越长，检测灵敏度越高。传统NDIR传感器的有效光程通常为5-20cm，微型化后需在数毫米内实现同样效果。
三、关键技术
3.1 复合抛物面聚光器
2026年，上海微系统所团队在片上集成NDIR传感器中采用复合抛物面聚光器（CPC）构型，在紧凑布局内实现11mm有效光程，光学耦合效率达91.8%，约为传统分立方案的9至18倍。
3.2 多次反射腔
White池和Herriott池等多次反射腔可在小型气室内实现数米有效光程。2025年，MEMS工艺制造的微型多次反射腔在NDIR传感器中实现了应用。
3.3 光路气路正交设计
2026年，上海微系统所团队提出光路与气路正交的构型，将死区占比由58.58%降至17.24%，响应时间由19s缩短至3s。
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| 999-红外气体传感器的气室设计与光学路径优化技术.docx | 37K |
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