痕量氣體檢測對于很多領(lǐng)域都有著非常重要的作用,比如大氣環(huán)境監(jiān)測,、工業(yè)過程監(jiān)測,、燃燒流場診斷、人體呼吸氣體檢測等等,。而紅外光譜為分子的振動躍遷光譜,因此在檢測技術(shù)中,“紅外激光光譜法”是目前受到較多關(guān)注的主流方法之一,。不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜”同門,紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光,。有著更高的光譜分辨率,、可以實現(xiàn)長光程檢測、不需要額外分光部件,儀器能夠進(jìn)一步小型化等等優(yōu)點(diǎn),。按波段來分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個波段,。相對于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區(qū),分子吸收線的強(qiáng)度比近紅外要大幾個量級。比如,CH4在3．3um處的吸收強(qiáng)度,是其在1．6um處的163倍,理論檢測下限可達(dá)0．9ppb/m,。因此,它能夠?qū)崿F(xiàn)痕量氣體的超高靈敏探測,。在一些濃度較低或?qū)`敏度要求較高的污染源排放的氣體監(jiān)測中,有很好的應(yīng)用。 TDLAS利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧特性,，可獲得待測氣體特征吸收峰的吸收光譜,，對氣體定量的分析。江西定制QCL激光器工廠

    基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng),，以其高靈敏度,、高分辨率及實時響應(yīng)的優(yōu)勢，在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景,。本研究首先解析了TDLAS技術(shù)的基本原理,，明確了其在氨逃逸檢測中的獨(dú)特作用機(jī)制，進(jìn)而設(shè)計了包含穩(wěn)定系統(tǒng)架構(gòu)與精細(xì)功能模塊劃分的氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng),。在系統(tǒng)實現(xiàn)階段,，通過精心挑選的硬件組件與優(yōu)化的軟件算法，確保了系統(tǒng)的高效運(yùn)行與準(zhǔn)確監(jiān)測,。隨后,，對系統(tǒng)進(jìn)行了的性能測試，結(jié)果表明,，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測并準(zhǔn)確記錄氨逃逸數(shù)據(jù),，為環(huán)境保護(hù)與工業(yè)安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持,。本研究不僅豐富了TDLAS技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用案例，也為氨逃逸監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路與方向,。未來,，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用的持續(xù)拓展，TDLAS技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,，推動環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的整體發(fā)展,。 天津氨QCL激光器公司QCL在高靈敏檢測方面具備天然的優(yōu)勢，可能成為呼吸氣體分析技術(shù)領(lǐng)域瓶頸的可靠解決方案,。

    TDLAS（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）技術(shù)利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的特性,，通過調(diào)制激光器的波長，使其掃描被測氣體分子的吸收峰,，從而實現(xiàn)對氣體分子濃度的測量,。該技術(shù)通過紅外吸收來測量激光通過被測氣體時被吸收的數(shù)量，具有高精度和無接觸的特點(diǎn),。調(diào)諧半導(dǎo)體吸收光譜（TDLAS）技術(shù)是激光吸收光譜（LAS）技術(shù)的一種,。根據(jù)激光器的不同驅(qū)動形式，激光吸收光譜（LAS）技術(shù)可以分為：直接吸收法和調(diào)制吸收法,。這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：直接吸收法：需要鎖定激光器驅(qū)動電流,，不需加載2f諧波信號，結(jié)構(gòu)簡單,，成本低,，但容易受干擾，尤其是低頻干擾,，所以靈敏度相對低些,。調(diào)制吸收法：需要給到激光器鋸齒波驅(qū)動電流信號，同時需要加載2f諧波信號到驅(qū)動電流上,，結(jié)構(gòu)會相對復(fù)雜一些，成本要比直接吸收法高一些,，但是靈敏度高,，能夠避開低頻干擾。其中又進(jìn)一步分為波長調(diào)制類和頻率調(diào)制類,，波長調(diào)制類需要更大的調(diào)諧范圍,，頻率調(diào)制類需要很高的掃描頻率和調(diào)制頻率，技術(shù)復(fù)雜,，靈敏度更高,。

    1994年4月，貝爾實驗室在《科學(xué)》上報道了***個子帶間量子級聯(lián)激光器,。帶間級聯(lián)和量子級聯(lián)激光器的研究都源于早期對于半導(dǎo)體超晶格的研究以及通過子帶間躍遷實現(xiàn)激光器的探索,。在帶間級聯(lián)激光器提出的2～3年內(nèi),，空穴注入?yún)^(qū)就已經(jīng)提出并加入到了帶間級聯(lián)激光器的結(jié)構(gòu)中。同時,，W型二類量子阱的概念也被提出,，并取代了原先的單邊型的二類量子阱?？昭ㄗ⑷?yún)^(qū)和W型有源區(qū)的設(shè)計直到***也一直被采用,。1997年，由休斯頓大學(xué)和桑迪亞國家實驗室合作完成的***臺可達(dá)170K低溫工作的帶間級聯(lián)激光器被報道出來,，此后,，對于二類量子阱的研究也取得了一定進(jìn)展，而帶間級聯(lián)激光器也在1998～2000年工作溫度逐漸提升至250～286K,，微分量子效率超過了傳統(tǒng)極限的100%,，從而證實了級聯(lián)過程。里程碑式的突破是在2002年,，研究人員Yang等實現(xiàn)了***臺室溫脈沖激射的帶間級聯(lián)激光器,，由18個周期構(gòu)成。 分布式反饋激光二極管（DFB-LD）檢測某種氣體,，該二極管具有特定于該氣體的光吸收波長,。

    氣體分析儀主要利用激光光譜技術(shù)，通過氣體對特定波長的激光吸收特性來檢測氣體濃度,。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對特定波長的激光具有不同的吸收特性,。當(dāng)激光光束穿過氣體樣品時，特定氣體分子會吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長,。通過測量吸收后的激光強(qiáng)度變化,，可以確定氣體的濃度。2.調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）調(diào)諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一,。其工作原理如下：激光光源：使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源,，能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長，精確匹配待測氣體的吸收峰,。氣體吸收過程：激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品,。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰，部分激光能量被吸收,，導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱,。探測器測量：激光通過氣體后，剩余的激光光強(qiáng)被探測器接收,。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,，測量激光強(qiáng)度的衰減。信號處理與濃度計算：分析儀通過計算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀,，使用朗伯-比爾定律（Beer-LambertLaw）來推導(dǎo)出氣體的濃度,。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測低濃度的氣體,。3.光聲光譜（PAS）光聲光譜（PhotoacousticSpectroscopy。 QCL相比其它激光器具有體積小,、重量輕的特點(diǎn),，其攜帶方便，便于系統(tǒng)化和集成化,。海南水QCL激光器公司

QCL有著非常重要的用途,，高精度痕量氣體傳感、自由空間光通信,、定向紅外干擾等,。江西定制QCL激光器工廠

    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)諧波信號的值計算得到此時氣體濃度值,。 江西定制QCL激光器工廠