1 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区, 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 材料科学重点实验室, 中国科学院半导体所, 北京 100083
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术, 研制了一种近红外乙炔气体检测系统。 通过分析近红外波段乙炔分子的吸收谱线特性, 选择了1.534 μm附近乙炔分子的吸收峰作为吸收谱线。 该系统主要由分布反馈激光器、 激光器驱动器、 单光程对射式气室、 光电探测模块及数字式锁相放大器构成。 为了测试该检测系统的性能, 配备了乙炔气体样品并开展了气体检测实验。 实验结果显示, 该系统的最小检测下限为0.02%; 在体积分数为0.02%～1%范围内, 二次谐波幅值与乙炔气体浓度呈现出良好的线性关系。 通过长达20 h的稳定性实验测试了检测系统稳定性。 鉴于近红外波段石英光纤传输损耗很小, 可以将气室及光路部分与电路部分分离, 从而可以进行远程气体检测, 这是基于量子级联激光器、 热光源的乙炔检测系统难以实现的。 该系统采用了自主研制的分布反馈激光器驱动器和锁相放大器, 结构简单, 性价比高, 便与集成, 在工业现场乙炔浓度检测方面有着良好的应用前景。
红外吸收光谱 可调谐激光二极管光谱吸收 乙炔检测 Infrared absorption spectroscopy Tunable diode laser absorption spectroscopy Acetylene detection 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3501
1 北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所， 发光与光信息教育部重点实验室， 北京 100044
2 Electrical and Computer Engineering, University of California, Santa Barbara, Santa Barbara CA 93106, USA
3 北京交通大学理学院， 北京 100044
理论分析了考虑吸收线型函数展宽时的Beer-Lambert定律，作了进一步推导并应用于多点乙炔气体监测。提出一种采用波分复用器、利用吸收峰区分不同传感点的多点光纤乙炔传感系统，系统简单易操作，无需对光源进行调制，且系统损耗与串扰小。理论分析表明当目标检测灵敏度为0.5%时，在1510~1540 nm范围内该系统最大可监测18个传感点。搭建了一个3个监测点的乙炔传感系统并验证了上述理论的可行性，各传感点的测量误差均小于1.8%。
吸收光谱法 乙炔检测 传感系统 光纤传感 波分复用
