在环境监测、工业安全与进程操控等范畴，实时多组分痕量气体检测具有无法代替的工程价值。以甲烷和乙炔为例，在油气挖掘中，甲烷是走漏的通用示踪剂，乙炔则常预示部分高温热解或电弧等高危毛病，同步获取二者浓度可为毛病前期预警供给更丰厚的先兆特征。2018年，马欲飞课题组提出光致热弹光谱（Light-inducedthermoelasticspectroscopy，简称LITES）技能，使激光穿透待测气体后聚集于石英音叉外表，使用其光致热弹效应反演气体浓度。凭仗非侵入、快速呼应和全波段光谱检测等优势，LITES为气体传感拓荒了新途径并敏捷成为研讨热门。但是，传统单气体传感器难以完成双组分实时同步剖析，现有双组分计划也因多勘探元件或时分复用而面临着体系杂乱、没办法真实同步的窘境。

  针对有关问题，课题组初次将李萨如振荡模型引进LITES多组分传感的机理剖析，建立了双路光热鼓励下石英音叉的二维受迫振荡模型，提醒了振荡轨道与李萨如图形的内在联系，从物理机制层面阐明晰相位差与幅值失衡对形式耦合及通道串扰的影响规则，为体系优化与校准供给了理论按照。在正交相位调制计划中，两束别离对应甲烷和乙炔吸收线的接连波散布反应激光器，以相同频率（石英音叉共振频率的二分之一）、45度相位差的正弦信号进行调制。两束激光经波分复用器合束后，鼓励同一支自行设计的低频石英音叉，音叉发生的复合压电信号经过锁相放大器进行正交解调，从解耦后的X重量与Y重量中独立反演两种气体的浓度信息。该计划仅需单一调制频率与单一勘探器，在保证实时同步丈量的一起显着降低了体系杂乱度。试验依据成果得出，该正交相位调制的传感器（OPM-LITES）对甲烷和乙炔均表现出优异的线性呼应特性。在低中浓度区间内，二次谐波信号幅值随气体浓度呈安稳的线；进一步拓宽至高浓度区间，传感器呼应趋势仍然安稳，展现出宽量程查验测验才能。Allan误差剖析进一步验证了体系的长时刻安稳性，在200秒（s）积分时刻下，甲烷和乙炔的最小勘探极限别离到达0.32ppm（ppm为表明百万分比的浓度单位）和0.29ppm。

  马欲飞教授为论文仅有通讯作者，课题组博士研讨生马晗旭为论文榜首作者，课题组副研讨员乔顺达、副教授何应、博士研讨生孙海岳参加相关作业。

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