光沿着z轴正方向传播，倏逝波分配区域为敏感元区，Zm为倏逝波的穿透深度。n1为纤芯的折射率，n2为吸收介质的折射率。θ1为从纤芯入射到吸收介质的入射角。若从纤芯折射入吸收介质的折射角为θr，由斯涅尔定律和全反射条件可得到：
   
   
    式(3)中E2表示倏逝波沿x方向呈指数规律衰减，而在z方向是一个行波场。E20为进入吸收介质前的初始场强。当倏逝波的振幅衰减到界面处的e-1倍时，这时的径向深度称Zm为透射深度：
   
    式(4)中的λ1为传输光的波长。
    当吸收介质中的气体浓度发生变化时，其折射率n2将发生改变，由式(3)(4)可知，倏逝波的振幅、光强也会变化，同时透射深度Zm也会改变，根据这些变化能进一步建立传感器输出光信号与被测气体类型和浓度的关系。
    基于以上倏逝波原理，同时考虑气体光谱吸收理论，根据比尔-朗伯吸收定律有：
   
    式(5)中的I0(λ)为初始光强，I(λ)为经过待测气体后的光强，aλ为介质的吸收系数，L为气室的长度，C为待测气体的浓度。

2 气体传感头设计
    倏逝波光纤气体传感器是基于渐逝场理论，由于光透入光疏介质中能量相对比较少，倏逝波型光纤气体传感器的光纤传感部分要经过特殊设计加工来提高灵敏度。在实际检测气体应用中，要考虑传感头结构、工作环境、工作状态等因素，可采用如下两种倏逝波光纤气体传感头结构。
2．1 内腔传感器
    内腔传感器主要结构如图2所示。光源采用可调谐红外激光器，激光通过聚焦透镜将光聚合到光纤中，顺着光纤经过充满待测气体的腔，根据倏逝波效应和气体吸收光谱效应，光强发生变化，经过输出透镜，由光电探测器接受，然后数据处理得出气体浓度信息，完成传感过程。采用小型采样气室设计，通过红外可调谐激光，利用倏逝波原理，并结合气体在红外波段的吸收光谱理论。小气室设计适合向便携式气体传感器发展，可调谐红外激光则满足对不同气体测量的需要。

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