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基于2.73μm DFB激光器的呼吸气体中CO2和水汽的同时在线测量

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摘要

随着技术的不断发展,激光吸收光谱技术在呼吸气体分析中体现出的无创优势,使其在呼吸诊断中成为了极具发展潜力的研究领域。二氧化碳(CO2)和水的同位素分别作为呼吸生物标志物和同位素示踪剂,呼出的浓度变化与身体状况密切相关,因此对其浓度进行检测具有重要意义。本文提出了一种基于2.73 μm分布反馈式(DFB)激光器的呼吸气体检测装置,利用波长调制(WMS)技术,选取3659.402 cm-1和3659.934 cm-1处的谱线分别对CO2和水汽同时进行测量。利用二次谐波(WMS-2?)信号对气体浓度进行定标,在CO2和水汽浓度分别小于35%和2.3%时,线性度分别达到了0.99945和0.99679。对呼吸循环过程中CO2和水汽浓度变化进行了实时测量,积分时间0.92 s,探测灵敏度分别为4.33×10-3和1.37×10-4。在56.8 s的采集时间里,CO2的探测精度为0.12%,在最佳积分时间17 min里,CO2的探测极限可以达到1.49×10-4。

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补充资料

DOI:10.3788/aos201838.1230001

作者单位:

    南昌航空大学
    南昌航空大学
    南昌航空大学
    南昌航空大学
    加州大学欧文分校
    法国滨海大学

引用该论文

吴涛,张怀林,孔维平,何兴道,陈忠平,陈卫东. 基于2.73μm DFB激光器的呼吸气体中CO2和水汽的同时在线测量[J].光学学报,2018,38(12):1230001.