江西定制QCL激光器工廠

    痕量氣體檢測(cè)對(duì)于很多領(lǐng)域都有著非常重要的作用,比如大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)、燃燒流場(chǎng)診斷、人體呼吸氣體檢測(cè)等等。而紅外光譜為分子的振動(dòng)躍遷光譜,因此在檢測(cè)技術(shù)中,“紅外激光光譜法”是目前受到較多關(guān)注的主流方法之一。不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜”同門(mén),紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光。有著更高的光譜分辨率、可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)光程檢測(cè)、不需要額外分光部件,儀器能夠進(jìn)一步小型化等等優(yōu)點(diǎn)。按波段來(lái)分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個(gè)波段。相對(duì)于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區(qū),分子吸收線的強(qiáng)度比近紅外要大幾個(gè)量級(jí)。比如,CH4在3．3um處的吸收強(qiáng)度,是其在1．6um處的163倍,理論檢測(cè)下限可達(dá)0．9ppb/m。因此,它能夠?qū)崿F(xiàn)痕量氣體的超高靈敏探測(cè)。在一些濃度較低或?qū)`敏度要求較高的污染源排放的氣體監(jiān)測(cè)中,有很好的應(yīng)用。 TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧特性，可獲得待測(cè)氣體特征吸收峰的吸收光譜，對(duì)氣體定量的分析。江西定制QCL激光器工廠

    基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以其高靈敏度、高分辨率及實(shí)時(shí)響應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本研究首先解析了TDLAS技術(shù)的基本原理，明確了其在氨逃逸檢測(cè)中的獨(dú)特作用機(jī)制，進(jìn)而設(shè)計(jì)了包含穩(wěn)定系統(tǒng)架構(gòu)與精細(xì)功能模塊劃分的氨逃逸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段，通過(guò)精心挑選的硬件組件與優(yōu)化的軟件算法，確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行與準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。隨后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了的性能測(cè)試，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并準(zhǔn)確記錄氨逃逸數(shù)據(jù)，為環(huán)境保護(hù)與工業(yè)安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持。本研究不僅豐富了TDLAS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，也為氨逃逸監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路與方向。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的持續(xù)拓展，TDLAS技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的整體發(fā)展。 天津氨QCL激光器公司QCL在高靈敏檢測(cè)方面具備天然的優(yōu)勢(shì)，可能成為呼吸氣體分析技術(shù)領(lǐng)域瓶頸的可靠解決方案。

    TDLAS（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術(shù)利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的特性，通過(guò)調(diào)制激光器的波長(zhǎng)，使其掃描被測(cè)氣體分子的吸收峰，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體分子濃度的測(cè)量。該技術(shù)通過(guò)紅外吸收來(lái)測(cè)量激光通過(guò)被測(cè)氣體時(shí)被吸收的數(shù)量，具有高精度和無(wú)接觸的特點(diǎn)。調(diào)諧半導(dǎo)體吸收光譜（TDLAS）技術(shù)是激光吸收光譜（LAS）技術(shù)的一種。根據(jù)激光器的不同驅(qū)動(dòng)形式，激光吸收光譜（LAS）技術(shù)可以分為：直接吸收法和調(diào)制吸收法。這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：直接吸收法：需要鎖定激光器驅(qū)動(dòng)電流，不需加載2f諧波信號(hào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但容易受干擾，尤其是低頻干擾，所以靈敏度相對(duì)低些。調(diào)制吸收法：需要給到激光器鋸齒波驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，同時(shí)需要加載2f諧波信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電流上，結(jié)構(gòu)會(huì)相對(duì)復(fù)雜一些，成本要比直接吸收法高一些，但是靈敏度高，能夠避開(kāi)低頻干擾。其中又進(jìn)一步分為波長(zhǎng)調(diào)制類(lèi)和頻率調(diào)制類(lèi)，波長(zhǎng)調(diào)制類(lèi)需要更大的調(diào)諧范圍，頻率調(diào)制類(lèi)需要很高的掃描頻率和調(diào)制頻率，技術(shù)復(fù)雜，靈敏度更高。

    1994年4月，貝爾實(shí)驗(yàn)室在《科學(xué)》上報(bào)道了***個(gè)子帶間量子級(jí)聯(lián)激光器。帶間級(jí)聯(lián)和量子級(jí)聯(lián)激光器的研究都源于早期對(duì)于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過(guò)子帶間躍遷實(shí)現(xiàn)激光器的探索。在帶間級(jí)聯(lián)激光器提出的2～3年內(nèi)，空穴注入?yún)^(qū)就已經(jīng)提出并加入到了帶間級(jí)聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中。同時(shí)，W型二類(lèi)量子阱的概念也被提出，并取代了原先的單邊型的二類(lèi)量子阱?？昭ㄗ⑷?yún)^(qū)和W型有源區(qū)的設(shè)計(jì)直到***也一直被采用。1997年，由休斯頓大學(xué)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作完成的***臺(tái)可達(dá)170K低溫工作的帶間級(jí)聯(lián)激光器被報(bào)道出來(lái)，此后，對(duì)于二類(lèi)量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展，而帶間級(jí)聯(lián)激光器也在1998～2000年工作溫度逐漸提升至250～286K，微分量子效率超過(guò)了傳統(tǒng)極限的100%，從而證實(shí)了級(jí)聯(lián)過(guò)程。里程碑式的突破是在2002年，研究人員Yang等實(shí)現(xiàn)了***臺(tái)室溫脈沖激射的帶間級(jí)聯(lián)激光器，由18個(gè)周期構(gòu)成。 分布式反饋激光二極管（DFB-LD）檢測(cè)某種氣體，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長(zhǎng)。

    氣體分析儀主要利用激光光譜技術(shù)，通過(guò)氣體對(duì)特定波長(zhǎng)的激光吸收特性來(lái)檢測(cè)氣體濃度。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的激光具有不同的吸收特性。當(dāng)激光光束穿過(guò)氣體樣品時(shí)，特定氣體分子會(huì)吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量吸收后的激光強(qiáng)度變化，可以確定氣體的濃度。2.調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一。其工作原理如下：激光光源：使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源，能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長(zhǎng)，精確匹配待測(cè)氣體的吸收峰。氣體吸收過(guò)程：激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過(guò)待測(cè)氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長(zhǎng)處具有吸收峰，部分激光能量被吸收，導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱。探測(cè)器測(cè)量：激光通過(guò)氣體后，剩余的激光光強(qiáng)被探測(cè)器接收。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，測(cè)量激光強(qiáng)度的衰減。信號(hào)處理與濃度計(jì)算：分析儀通過(guò)計(jì)算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀，使用朗伯-比爾定律（Beer-LambertLaw）來(lái)推導(dǎo)出氣體的濃度。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測(cè)低濃度的氣體。3.光聲光譜（PAS）光聲光譜（PhotoacousticSpectroscopy。 QCL相比其它激光器具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，其攜帶方便，便于系統(tǒng)化和集成化。海南水QCL激光器公司

QCL有著非常重要的用途，高精度痕量氣體傳感、自由空間光通信、定向紅外干擾等。江西定制QCL激光器工廠

    直接吸收光譜技術(shù)是通過(guò)調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過(guò)率和譜線形狀進(jìn)行分析，并獲取一些重要信息，如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù)。從這些光譜測(cè)量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值。信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器，激光器輸出激光通過(guò)待測(cè)氣體，光電探測(cè)器接收到透射光，并通過(guò)對(duì)光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行分析，從而測(cè)量得到氣體濃度值。實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測(cè)透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強(qiáng)波動(dòng)等因素的影響，為了減小噪聲的干擾，通常會(huì)使用高靈敏光譜技術(shù)，如采用波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行高頻調(diào)制，實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲，從而極大提高探測(cè)靈敏度和精度。信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器，激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過(guò)待測(cè)氣體，光電探測(cè)器接收到吸收后光強(qiáng)，此時(shí)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到鎖相放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)輸出波長(zhǎng)調(diào)制的諧波信號(hào)，根據(jù)諧波信號(hào)的值計(jì)算得到此時(shí)氣體濃度值。 江西定制QCL激光器工廠