常見的溫室氣體光譜學(xué)檢測技術(shù)主要包括非分散紅外光譜技術(shù)（NDIR）,、傅立葉變換光譜技術(shù)（FTIR）、差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（DOAS）,、差分吸收激光雷達(dá)技術(shù)（DIAL）,、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）、離軸積分腔輸出光譜技術(shù)（OA-ICOS）,、光腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）,、激光外差光譜技術(shù)（LHS）、空間外差光譜技術(shù)（SHS）等,。其中,，NDIR技術(shù)利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強(qiáng)度與濃度成正比的關(guān)系，進(jìn)行溫室氣體反演,，具有結(jié)構(gòu)簡單,、操作方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),，但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低,。FTIR技術(shù)通過測量紅外光的干涉圖，并對干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換,，從而獲得被測氣體紅外吸收光譜,，能夠?qū)崿F(xiàn)多種組分同時(shí)監(jiān)測，適用于溫室氣體的本底,、廓線和時(shí)空變化測量及其同位素探測,，儀器系統(tǒng)較為復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴,。DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術(shù),，能夠?qū)崿F(xiàn)多氣體組分探測，儀器光譜分辨率較低,，易受水汽和氣溶膠的影響,。DIAL技術(shù)是一種利用氣體分子后向散射效應(yīng)對氣體遙感探測的光譜技術(shù)，具有高精度,、遠(yuǎn)距離,、高空間分辨等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)較為復(fù)雜,，成本較高,。TDLAS技術(shù)利用窄線寬的可調(diào)諧激光光源，完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線,。中紅外QCL用于燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢中,，解決巡檢效率低、氣體檢測準(zhǔn)確度低、受環(huán)境影響大,、智能化程度低等問題,。重慶氧化亞氮QCL激光器哪家好

    直接吸收光譜技術(shù)是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進(jìn)行分析，并獲取一些重要信息,，如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù),。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度,、氣流速度以及壓力等參數(shù)值,。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器，激光器輸出激光通過待測氣體,，光電探測器接收到透射光，并通過對光強(qiáng)信號進(jìn)行分析,，從而測量得到氣體濃度值,。實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強(qiáng)波動等因素的影響,，為了減小噪聲的干擾,，通常會使用高靈敏光譜技術(shù)，如采用波長調(diào)制技術(shù)對目標(biāo)信號進(jìn)行高頻調(diào)制,，實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,，從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,，激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,，光電探測器接收到吸收后光強(qiáng)，此時(shí)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進(jìn)行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號,，根據(jù)諧波信號的值計(jì)算得到此時(shí)氣體濃度值,。 內(nèi)蒙古國產(chǎn)QCL激光器價(jià)格TDLAS能實(shí)現(xiàn)"原位、連續(xù),、實(shí)時(shí)測量",，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，易于設(shè)備的小型化,。

    中紅外溫室氣體激光器在環(huán)境監(jiān)測和氣候變化研究中正發(fā)揮著越來越關(guān)鍵的作用,，隨著全球?qū)厥覛怏w減排的日益重視，市場對高效,、精確的氣體檢測設(shè)備的需求也在不斷攀升,。中紅外溫室氣體激光器憑借其的性能和技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)成為這一領(lǐng)域不可或缺的重要工具,。首先,，這種激光器能夠精確檢測諸如二氧化碳、甲烷等主要溫室氣體，其高靈敏度和選擇性使其在環(huán)境監(jiān)測,、工業(yè)排放評估以及城市空氣質(zhì)量檢測等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。各國和企業(yè)逐步加強(qiáng)對溫室氣體排放的監(jiān)管，推動了中紅外溫室氣體激光器的廣泛應(yīng)用,，比如在城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測中,，這些激光器可以實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)，使得相關(guān)部門能夠及時(shí)采取措施,，改善空氣質(zhì)量,，保護(hù)民眾的健康。其次,，技術(shù)的不斷進(jìn)步為中紅外溫室氣體激光器的性能提升提供了新的可能,。近年來，激光技術(shù)的創(chuàng)新使得這些設(shè)備在體積,、功耗和成本方面得到了改善,。例如，采用新型材料和工藝,，使得激光器的體積更加小巧,，便于攜帶和部署，同時(shí)降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本,。這一趨勢不僅降低了使用門檻,，也使得中紅外溫室氣體激光器能夠在更多的應(yīng)用場景中發(fā)揮作用,，滿足市場對靈活性和便攜性的需求，甚至可以應(yīng)用于野外勘測和移動監(jiān)測等場合,。

    工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、化石燃料燃燒,、機(jī)動車尾氣排放等人類活動產(chǎn)生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖，研究和發(fā)展適用于不同空間,、時(shí)間尺度的溫室氣體精確、快速,、動態(tài)檢測技術(shù)是環(huán)境氣候研究的基礎(chǔ)和前提?；诠庾V學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),，具有非接觸,、快響應(yīng),、高靈敏,、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，是目前溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向,。針對當(dāng)前溫室氣體點(diǎn)源,、面源、區(qū)域,、全球等尺度下的監(jiān)測需求,，綜合利用多種形式的光譜學(xué)測量手段,，開展地面探測,、地基探測、機(jī)載探測和星載探測四種典型光學(xué)觀測,，獲取溫室氣體空間分布,、季節(jié)變化和年變化的特征和趨勢,，這對理解區(qū)域碳排放,、掌握源匯信息、研究環(huán)境氣候變化規(guī)律等具有重要意義,。二氧化碳（CO2）,、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）,、氫氟碳化合物（HFCs）,、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6）,，其中后三種氣體造成溫室效應(yīng)的能力強(qiáng),，但從對全球升溫的貢獻(xiàn)百分比來說，CO2,、CH4和N2O三大主要溫室氣體所占的比例大，它們對全球變暖的總體貢獻(xiàn)占到77%,，濃度也呈現(xiàn)出逐年升高的趨勢,。 在光譜學(xué)領(lǐng)域,，可調(diào)諧激光器可以用于精確測量物質(zhì)的光譜特性；

    波長覆蓋范圍寬量子級聯(lián)激光器從波長設(shè)計(jì)原理上與常規(guī)半導(dǎo)體激光器不同,，常規(guī)半導(dǎo)體激光器的激射波長受限于材料自身的禁帶寬度,，而QCL的激射波長是由導(dǎo)帶中子帶間的能級間距決定的,，可以通過調(diào)節(jié)量子阱/壘層的厚度改變子帶間的能級間距，從而改變QCL的激射波長,。從理論上講,，QCL可以覆蓋中遠(yuǎn)紅外到THz波段。[2]單個(gè)激光器激射波長連續(xù)可調(diào)諧對于各種氣體的檢測,，需要激光器的波長精確平滑地從一個(gè)波長調(diào)諧到另一個(gè)波長。對于特定氣體的檢測,，波長更需要精確的調(diào)節(jié)以匹配其吸收線,，也稱為分子“指紋”,。另外,，通過波長調(diào)節(jié)以匹配氣體的第二條吸收線,，可以用來作為條吸收線是否正確的判斷標(biāo)準(zhǔn),。單個(gè)激光器的激射波長可以通過改變溫度和工作電流進(jìn)行調(diào)諧，已有技術(shù)通過改變激光器的工作溫度,，得到波長9μm激光器中心頻率,，約為10cm-1,。而使用外置光柵,，可以得到更寬的波長調(diào)諧范圍,。 DFB激光器由于具有良好的單色性,，窄線寬特性和頻率調(diào)諧特性,。山西CH4QCL激光器公司

TDLAS利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化,，對分子的單個(gè)或幾個(gè)相近的吸收線進(jìn)行測量。重慶氧化亞氮QCL激光器哪家好

    激光器的發(fā)展里程碑如下：1960年發(fā)明的固態(tài)激光器和氣體激光器,，1962年發(fā)明的雙極型半導(dǎo)體激光器和1994年發(fā)明的單極型量子級聯(lián)激光器（QCL）是激光領(lǐng)域的三個(gè)重大性里程碑,。量子級聯(lián)激光器的工作原理與通常的半導(dǎo)體激光器截然不同，它打破了傳統(tǒng)p-n結(jié)型半導(dǎo)體激光器的電子-空穴復(fù)合受激輻射機(jī)制,，其發(fā)光波長由半導(dǎo)體能隙來決定,，填補(bǔ)了半導(dǎo)體中紅外激光器的空白。QCL受激輻射過程只有電子參與,，其激射方案是利用在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)薄層內(nèi)由量子限制效應(yīng)引起的分離電子態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn),，從而實(shí)現(xiàn)單電子注入的多光子輸出，并且可以輕松得通過改變量子阱層的厚度來改變發(fā)光波長,。量子級聯(lián)激光器比其它激光器的優(yōu)勢在于它的級聯(lián)過程,，電子從高能級跳躍到低能級過程中,，不但沒有損失,，還可以注入到下一個(gè)過程再次發(fā)光,。這個(gè)級聯(lián)過程使這些電子"循環(huán)"起來，從而造就了一種令人驚嘆的激光器,。因此,，量子級聯(lián)激光器的發(fā)明被視為半導(dǎo)體激光理論的一次和里程碑。 重慶氧化亞氮QCL激光器哪家好

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