一、引言

微纳光子传感技术因其高灵敏度、快速响应和非接触特性，在气体成分检测方面展现出巨大潜力。该技术可广泛应用于环境保护、化工生产监控等领域，提供了一种高效可靠的检测手段。

二、微纳光子传感气体检测的基本原理与发展历程

1. 表面增强拉曼散射（SERS）

利用金属纳米结构增强分子信号，实现痕量气体的检测。

2. 微环谐振腔传感器

通过折射率变化检测气体分子吸附引起的信号变化。

3. 光纤布拉格光栅（FBG）

利用光纤内布拉格光栅反射波长变化检测气体浓度。

三、核心技术与系统组成

1. 纳米结构加工与功能化修饰

如金/银纳米颗粒、微纳光子结构等。

2. 激光与光学探测模块

包括激光光源、拉曼光谱仪、光电探测器等。

3. 数据分析与建模平台

用于信号归一化、浓度拟合与气体成分分析。

四、典型应用场景

1. 工业废气排放监测

实时监测工厂废气中的有害成分，保障环境安全。

2. 室内空气质量检测

检测室内空气中的甲醛、苯等有害物质，保护人体健康。

3. 化工过程控制

优化反应条件，提高产品质量和生产效率。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

传感器稳定性与重复性不足；

复杂样本中干扰物质影响检测准确性；

批量制造成本高限制普及率。

未来发展方向包括：

AI辅助信号处理与数据分析系统；

低成本一次性传感器推广应用；

标准化检测流程与国际互认体系建设；

结合物联网实现远程监控与智能管理。