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基于石英增强光声光谱的硫化氢痕量气体检测研究

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摘要

石英增强光声光谱技术(QEPAS)是国际上痕量气体检测领域的有效手段之一,相比于传统的光声光谱而言,具有Q值高、探测模块小、精度高等优点。气体是一种剧毒易燃有臭鸡蛋味气体,浓度高于50ppm时,人会产生嗅觉麻痹,因此对其进行高灵敏在线检测具有重要意义。本文以输出波长为1578nm的DFB半导体激光器作为激发光源, 结合波长调制及二次谐波技术对痕量气体进行基于QEPAS技术的检测研究。采用有限元分析法对QEPAS中常用的石英音叉进行仿真计算,得到石英音叉前6阶模态振型与共振频率。实验中,添加了长度为4mm内径为0.7mm的声波微共振腔,优化了跨阻放大电路,在最优实验条件下对硫化氢气体进行检测。检测结果表明,QEPAS系统的二次谐波信号与浓度具有良好的线性关系,并获得了19.3ppm探测极限。

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补充资料

DOI:10.3788/lop56.213001

作者单位:

    中国科学技术大学(中国科学院合肥物质科学研究院)
    中国科学院大学
    中国科学技术大学
    中国科学院安徽光机所
    中国科学院合肥物质科学研究院
    中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密仪器研究所
    中国科学院合肥物质科学研究院
    中国科学院合肥物质科学研究院

引用该论文

张蕾蕾,刘家祥,朱之贞,方勇华,吴越,杨文康,陶孟琪,宁志强. 基于石英增强光声光谱的硫化氢痕量气体检测研究[J].激光与光电子学进展,2019,56(21):213001.