Para desenvolver um sistema de detecção de gás por espectroscopia de absorção a laser compacto, de baixo consumo e intrinsecamente seguro, a tecnologia de detecção de gás por fibra fotônica cristalina recebeu ampla atenção. Otimizando os parâmetros estruturais da fibra fotônica cristalina, pode-se confinar mais de 90% do modo do campo óptico próximo ao núcleo, elevando a sensibilidade relativa da detecção de gás para mais de 60% e reduzindo a perda para 10^-8 dB/m. O controle do modo óptico depende da otimização dos parâmetros microestruturais do núcleo e da disposição da matriz de furos de ar do cristal fotônico no revestimento, visando uma maior sensibilidade relativa de detecção e menor perda óptica; em seguida, foram analisadas tecnologias de detecção de gás baseadas em estrutura de reflexão terminal, modulação de comprimento de onda de grade de fibra óptica e diferentes fibras compostas. A estrutura de reflexão terminal é a mais simples, porém difícil de garantir a troca eficiente de moléculas de gás. A combinação com estruturas especiais de fibras, como grades de Bragg e grades de período longo, pode construir cavidades ópticas que aumentam eficazmente o caminho de absorção da luz pelo gás. O projeto de sondas de fibra composta que combinam diferentes tipos de fibras e materiais sensíveis a gás otimizou muito a seletividade e sensibilidade do sensor de gás. A extensão da fibra para mais de 1 m, ou o uso da inserção em anel, pode aumentar efetivamente o caminho da luz, obtendo um limite de detecção da ordem de 10^-12. A introdução de fibras dopadas com érbio pode compensar efetivamente as perdas ópticas dentro do anel de fibra. Finalmente, foram analisados o desempenho da detecção de gás em fibras fotônicas cristalinas de grande diâmetro de núcleo oco, como as fibras anelares porosas e do tipo grapefruit, e as futuras direções de pesquisa. Para a tecnologia de detecção de absorção laser em fibra fotônica cristalina, pesquisas futuras devem focar na otimização do desempenho, integração do sistema e adaptabilidade ambiental, proporcionando uma base técnica para o desenvolvimento de instrumentos de monitoramento em tempo real de gases perigosos em indústrias como metalurgia e química.

Fibra fotônica cristalina;Detecção de gás;Espectroscopia de absorção a laser;Sensores de fibra óptica;Fibras ocas