TDLAS技術(shù)是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy(可調(diào)諧激光二極管光譜吸收)的簡稱,。
TDLAS技術(shù)的理論基礎(chǔ)是比爾-朗伯定律,一束激光穿過被測氣體時,,當(dāng)激光器的波長在被測氣體某個吸收譜線位置時,,氣體分子會吸收光子而躍遷到高能級,表現(xiàn)為氣體吸收了激光,,使得激光在功率上有所衰減,。
TDLAS技術(shù)利用了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和輸出波長隨電流和溫度變化的特性,對氣體分子某幾個吸收峰進(jìn)行掃描,。該技術(shù)中采用的半導(dǎo)體激光光源,,其譜寬遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬,因此TDLAS技術(shù)是一種高分辨率吸收光譜技術(shù),。
CO2在2004nm位置附近有一組密集的吸收峰,。因此,本次實驗選用的光源為2004 nm DFB激光器,,用來掃描CO2的吸收峰,。
將激光器安裝于控制盒內(nèi),其輸出的尾纖接入到反射式準(zhǔn)直器內(nèi),,準(zhǔn)直器出射光經(jīng)20 m光程后被金鏡反射后原路返回到拋物面鏡上,。拋物面鏡將激光聚焦到焦點上,將光電探測器放置于焦點位置處接收光信號,。
光電探測器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入給示波器,。本次實驗使用2004nmDFB激光器的溫度—電流—波長調(diào)諧曲線為:
在恒定的溫度下,輸出波長隨著LD電流的增大而增大,;在LD電流確定的情況下,,輸出波長隨著溫度的上升而增大。
LD電流大小從Start點掃描到End點,。在掃描過程中,,當(dāng)激光器輸出波長在掃描過程中經(jīng)過CO2吸收峰位置時,就會出現(xiàn)吸收凹陷,。
尋找吸收峰之前,,先將電流范圍設(shè)置的大一些,,找到吸收峰以后可以慢慢縮小電流掃描范圍。激光器可調(diào)諧溫度范圍為10—50℃,。若初始溫度為25℃,,可將溫度范圍分為兩個區(qū)間:10—25℃、25—50℃,。緩慢調(diào)整溫度在10—25℃內(nèi)尋找吸收峰,,若未尋找吸收峰,則吸收峰可能在25—50℃內(nèi),。尋找到吸收峰后,,緩慢縮小電流掃描范圍。
通過慢慢調(diào)整溫控和掃描的電流范圍來尋找吸收峰,,示波器上觀察到鋸齒信號中出現(xiàn)吸收凹陷,。找到吸收凹陷后,后續(xù)不在調(diào)整溫度和電流的掃描范圍,。
將光電探測器發(fā)出的電信號接入控制盒PREAMP IN接口,, DAC OUT和TRIG OUT接入示波器。在信號不失真的前提下,,增大正弦波幅值和增益倍數(shù),,觀察解調(diào)后的二次諧波。
本次實驗選用了反射式準(zhǔn)直器和拋物面鏡,。拋物線具有一條重要性質(zhì):位于拋物線焦點處點光源發(fā)出的光經(jīng)拋物線反射,,反射光線平行于拋物線的對稱軸。將光纖接入反射式準(zhǔn)直器后,,光線從焦點處射向拋物面,,出射光為平行光。得益于拋物線優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì),,反射式準(zhǔn)直器的工作范圍較廣,拋物面鏡也能很好的將激光匯聚到光電探測器感光區(qū)域上,。
TDLAS激光氣體分析綜合控制器模塊
往期推薦
筱曉小課堂 | 2024“穩(wěn)"啦——激光光束指向穩(wěn)定系統(tǒng)
筱曉小課堂 | DAS光纖傳感系統(tǒng)搭建演示
筱曉小課堂 | 光電探測器基本參數(shù)介紹
筱曉小課堂 | 激光調(diào)制技術(shù)介紹
筱曉小課堂 | 半導(dǎo)體激光二極管出廠前的8個測試步驟
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
立即詢價
您提交后,專屬客服將第一時間為您服務(wù)