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基于超窄线宽激光器的多气体光声光谱检测研究 被引量：9
1
作者 陈霄 隋青美 +2 位作者 苗飞 贾磊 王静 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1679-1682,共4页
针对多组分痕量气体检测中精确度差、灵敏度低等问题,设计了基于光源波长扫描技术的光声光谱式多组分痕量气体检测系统。系统采用单一超窄线宽半导体激光器作光源,设计了一阶纵向共振式多光程吸收光声池,通过正弦信号对光源波长进行调制... 针对多组分痕量气体检测中精确度差、灵敏度低等问题,设计了基于光源波长扫描技术的光声光谱式多组分痕量气体检测系统。系统采用单一超窄线宽半导体激光器作光源,设计了一阶纵向共振式多光程吸收光声池,通过正弦信号对光源波长进行调制,并结合二次谐波信号检测技术和超窄线宽激光特性,有效地消除了吸收池内的背景噪声和光源抖动的影响,实现了C2H2、CO和CO2多组分低浓度气体同时检测。实验结果表明,C2H2、CO和CO2多组分气体浓度测量线性相关度为0.99,最大相对误差小于2%,极限检测灵敏度分别为5×10-6、12×10-6和15×10-6;长时间稳定性实验,多组分气体浓度最大相对波动小于1.5%。系统精确度好、灵敏度高并具有较好的稳定性,可用于电力变压器故障气体实时在线监测。 展开更多
关键词 光声光谱学 多组分痕量气体检测 波长调制 超窄线宽激光器 多光程光声池 二次谐波检测
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基于MEMS-FPI片上光谱芯片的多组分痕量气体检测系统
2
作者 刘兆海 安昕辰 +1 位作者 陶治 刘向 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期359-366,共8页
气体的特征吸收频率可以通过红外光谱技术进行提取,但以可调谐激光吸收光谱法(TDLAS)为标志的气体光谱检测技术难以兼顾宽波段与高精度。因此,高集成度、高速度和高稳定性的多组分痕量气体的检测技术一直是科研界研究的热点。为了拓宽... 气体的特征吸收频率可以通过红外光谱技术进行提取,但以可调谐激光吸收光谱法(TDLAS)为标志的气体光谱检测技术难以兼顾宽波段与高精度。因此,高集成度、高速度和高稳定性的多组分痕量气体的检测技术一直是科研界研究的热点。为了拓宽红外激光器检测的范围,本项目研发了中心波长分别为1543、1579、1626、1653、1690与1742 nm波段可调谐的多通道、可调频分布式反馈(DFB)激光器作为光源。利用MEMS-FPI片上光谱芯片探测带宽窄(约5 nm)、工作波长可精准调控、滤波效率高等一系列优势,实现了与多波长红外激光器的同步探测,完成多种混合气体的稳定高精度的识别与浓度检测,有效抑制了背景气体的相互干扰。该系统采用可寻址的MEMS-FPI光谱芯片的多通道波长调制(WMS)技术,通过单路锁相放大电路分别对不同气体吸收谱线的二次谐波(2f)信号进行解调与数字采集。实现了甲烷(CH4),硫化氢(H_(2)S),乙烯(C2H4)等七种气体标志物的快速痕量级检测。能够兼顾多组分识别与低气体检测下限(识别速度2 s以内),检测下限相比于传统宽光谱直接测量方法降低了约700倍。实验结果表明,本系统对甲烷的检测下限可达到0.2μL·L^(-1),且二氧化碳的检测下限为10μL·L^(-1),丙酮的检测下限为2μL·L^(-1),乙烯、硫化氢的检测下限为1μL·L^(-1),氨气的检测下限为5μL·L^(-1),氯化氢的检测下限为4μL·L^(-1),完全满足包括双碳背景下的低浓度温室气体监测、医疗领域人体呼出气体检测与诊断在内的一系列痕量级多组分气体检测的应用需求。 展开更多
关键词 多组分痕量气体检测 TDLAS 近红外光谱 MEMS-FPI光谱芯片
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