作者单位
摘要
1 暨南大学 理工学院 光电工程系,广州 510632
2 山西大学 量子光学与光量子器件国家重点实验室,太原 030006
为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积,设计了一种基于2 μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2 μm的激光二极管,覆盖二氧化碳分子在4 989.9 cm-1处的较强吸收线。采用波长调制技术减小系统的噪声。此外,为系统加载Kalman滤波技术来进一步提高探测灵敏度。实验结果表明,采用该传感器,系统的探测极限在1 s的积分时间下可达到0.18×10-6,而经过自编程实时Kalman滤波后探测极限可达到0.13×10-6,提高了27%。采用该传感器对室内二氧化碳浓度进行长达8 h的连续监测,并在暨南大学理工学院楼顶进行了24 h的二氧化碳浓度监测,证明了仪器的稳定性。
光谱学 可调谐二极管激光吸收光谱技术 多光程池 Herriott池 二氧化碳传感器 Spectroscopy Tunable diode laser absorption spectroscopy Multipass-cell Herriott cell Carbon dioxide sensor 
光子学报
2023, 52(10): 1052406
作者单位
摘要
华北电力大学(保定)热能系,河北 保定 071000
可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术常用于气体检测,但是某些气体在线强较弱或者低压、低浓度条件下,吸收信号微弱、信噪比高、检测精度低。根据Beer-Lambert定律,提升吸收光程能有效提升吸收信号强度。仿真并设计了一Herriott池结构的多光程测量系统,并对系统有效性以及精确性进行了检验。系统整合在5U机箱内,吸收光路固定,设置了参考光路消除空气中组分吸收影响。只需通过抽气进气阀控制气室内压力,调节激光控制器即可采集数据。系统单光程长204 mm,设计反射100次,实际有效光程为20.28 m。经检测,系统在真空条件下漏气率为56 Pa/h,在低压(10 kPa)条件下漏气率为15 Pa/h。将该系统与普通直接吸收系统对2 005 ppm标准NH3气体检测结果进行了比较,前者吸收率峰值较普通直接吸收系统增强了50倍左右。结果表明,该系统检测误差为2.9%,普通直接吸收系统检测误差高达37.4%。该系统可有效应用于低压、弱吸收线强条件下气体及微量气体现场精确检测。
可调谐激光吸收光谱 Herriott池 NH3浓度测量 tunable laser absorption spectroscopy Herriott cell NH3 concentration measurement 
应用激光
2018, 38(6): 993

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