将可调谐半导体激光吸收光谱技术应用于高温气体浓度在线检测, 谱线参数的准确性非常重要。 为利用红外波段进行燃烧生成H2O的浓度在线测量, 需要实验校准H2O的谱线参数, 尤其是Ar加宽系数, 该系数对燃烧反应速率测量和机理验证至关重要。 采用半导体激光器作为光源, 结合实验室搭建的谱线参数测量系统, 采集了1.39 μm波段附近H2O的4条吸收谱线信号, 获得了谱线线强、 自加宽系数和N2加宽系数, 与HITRAN数据库和文献结果进行了对比, 均吻合较好。 首次系统地获得了该波段谱线的Ar加宽系数。 在谱线参数确定基础上, 获得了在反射激波高温条件下H2/O2/Ar燃烧生成H2O的浓度随时间的演变曲线, 验证了相应燃烧动力学机理。 结果为利用该波段进行含氢燃料燃烧过程H2O浓度测量及相关高温燃烧动力学研究提供了可靠的实验依据。

吸收光谱技术用于痕量气体浓度监测, 特别是在气体分子稳定同位素丰度探测中, 吸收谱线参数的准确性非常重要, 目前普遍使用的HITRAN数据库中给出的各项参数具有一定的不确定性。 为利用2.0 μm激光波段进行CO2浓度及其同位素丰度探测, 需要对该波段的CO2吸收谱线参数进行校准, 采用窄线宽分布反馈式二极管激光器作为光源, 结合自行搭建的谱线参数测量系统, 采集了2.0 μm波段10条CO2吸收谱线, 获得了各谱线的位置、 强度、 自加宽系数和N2加宽系数, 并与HITRAN2012数据库中相应的数据进行对比发现两者之间吻合较好, CO2谱线强度和自加宽系数相对偏差均小于2%。 实测实验室大气的CO2浓度为440 ppm, 13CO2的丰度值δ为-9‰。 测量结果为该波段应用于CO2浓度及13CO2同位素丰度的实时在线探测提供了重要参考依据。