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TDLAS氣體檢測技術(shù)原理

當 LD 出光通過氣體腔,，用 PD 對 LD 的光功率進行接收,。

當改變 LD 驅(qū)動電流是,，輸出光功率將會隨之改變,，出光波長也會有所改變,。我們可以推導出輸出光功率和出光波長的變化關(guān)系，見下圖：

如果在波長掃頻的范圍內(nèi),，沒有出現(xiàn)氣體吸收線,，那么 PD 接收的光功率和 LD 輸出的光功率應該是一樣的。但是,，當我們在波長范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)吸收線是,，在光功率測試時會有凹陷，查看下圖,。通過凹陷處的波長和深度,，可以判斷該氣體的種類和強度。這個是氣體探測的基本原理,。

除了改變驅(qū)動電流之外,，我們也可以通過改變激光器的工作溫度，來達到波長掃描的目的,。但是用改變工作溫度的方式,，比較慢，一般需要幾秒鐘,，所以,，通常情況下，我們先會用改變工作溫度的方法調(diào)節(jié)波長的大致范圍（包含相關(guān)氣體的吸收線）,，然后通過改變驅(qū)動電流的方法來進行精確的調(diào)節(jié),，改變電流的掃描速度一般在 10Hz 到 10KHz。

為了提高氣體吸收的高靈敏度,，我們需要增長氣體腔的長度,，但是這將會使設備變得更加龐大，為了解決這個體積問題,，我們可以在氣體腔體兩端加上特殊的鏡片（低損耗的反射鏡）,，他可以將激光器的出光在氣體腔內(nèi)來回的反射，這樣光通過氣體的距離就變長了,，可以提高測試的高靈敏度,，就算是很微弱的吸收線也可以完成良好的測試，原理查看下圖：

MP-TDLAS(Multi-pass Tunable Diode Laser Absorption Spectorscopy)原理：

假設,，我們的發(fā)射光為脈沖光,，進入氣體腔之后，當打開激光的時候,，輸入光在反射鏡上來回反射,，有些光會被 PD 探測到,；當關(guān)掉激光，PD 探測到的光功率隨時間下降的很慢,。假設,，相關(guān)氣體存在于氣體腔內(nèi)，將會對光功率進行吸收,，那么光功率會下降的非?？臁怏w吸收越強,，光功率下降就會加速,，從此可以推斷氣體的濃度。因為反射鏡使光程達到了數(shù)公里,，使得該方法是靈敏的方法,。原理圖如下：CRDS（Cavity Ring-Down Spectroscopy）原理：

這些是基本原理，在實際操作中會復雜很多,。下面是操作結(jié)構(gòu)圖之一：

注：每個客戶都有自己的實驗原理,，該原理圖只是一種做法，不能代表所有,。

針對該結(jié)構(gòu)圖,，亢特主要可以提供：激光器、激光器驅(qū)動,、長光程氣體吸收池,、探測器和鎖相放大器。