TDLAS技術(shù)具有高靈敏度,、高光譜分辨率,、快速響應(yīng)等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于氣體的痕量探測,。利用氣體吸收譜線隨溫度,、氣壓等因素變化的特性,該技術(shù)可實現(xiàn)對氣體體系溫度,、濃度,、速度和流量等參數(shù)的測量,。無干擾,、低價、可小型化等是TDLAS技術(shù)的主要優(yōu)點,。我們致力于發(fā)展高速(微秒級),、高靈敏(ppb級)、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的氣體測量技術(shù)方法,,拓展在航空航天,、石油化工和燃燒等領(lǐng)域的應(yīng)用,。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)致光強度減弱,。探測器測量:激光通過氣體后,,剩余的激光光強被探測器接收。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,。 基于 TDLAS 技術(shù)的無創(chuàng)檢測方法,且效果明顯,。云南氨QCL激光器
紅外激光光譜學(xué)獨特的優(yōu)勢以及在許多領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用價值,,是近年來非常熱門的研究領(lǐng)域之一。主要的應(yīng)用有:(1)高選擇性,,高分辨率的光譜技術(shù),,由于分子光譜的“指紋”特征,它不受其它氣體的干擾,。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢,。(2)它是一種對所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術(shù),同樣的儀器可以方便的改成測量其它組分的儀器,,只需要改變激光器和標(biāo)準(zhǔn)氣,。由于這個特點,很容易就能將其改成同時測量多組分的儀器,。(3)它具有速度快,,靈敏度高的優(yōu)點。在不失靈敏度的情況下,,其時間分辨率可以在ms量級,。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有:分子光譜研究、工業(yè)過程監(jiān)測控制,、燃燒過程診斷分析,、發(fā)動機效率和機動車尾氣測量、檢測、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測等,。因此,,可調(diào)諧紅外激光光譜新方法及其環(huán)境污染時空分布監(jiān)測研究對國家可持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境領(lǐng)域中必不可少的監(jiān)測分析新方法與新技術(shù)有重要的科學(xué)意義和實用價值。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有:1,、分子光譜研究:光譜結(jié)構(gòu),、線寬、線強等,;2,、大氣痕量氣體檢測:CH2O、CH4,、CO2,、NH3等;3,、工業(yè)過程監(jiān)測控制:CO,、CO2、H2O,、NH3等,;4、醫(yī)療診斷:NO,、CO,、CO2、CH4等,;5,、機動車尾氣測量:CO、CO2,、NH3,、NO等。 浙江定制QCL激光器定制0.76~25μm 為近紅外,,25~30μm 為中紅外,,30~1000 μm為遠(yuǎn)紅外。
中遠(yuǎn)紅外波段包含了兩個重要的大氣窗口3-5μm和8-13μm波段,,很多氣體的特征吸收峰都在這個波段,,如NO、CO,、CO2,、NH3、SO2,、SO3等,,還有一些人體疾病如糖尿病、,、胸,、肺、精神疾病等特征氣體的吸收譜線也處于此波段,,如圖4,。不同氣體的特征吸收峰基于QCL的檢測系統(tǒng),具有體積小,、檢測速度快,、精確度高等特點,可以廣泛的應(yīng)用在環(huán)境檢測,、痕量氣體檢測,、醫(yī)療診斷等方面,基于QCL的氣體檢測系統(tǒng)是QCL重要的應(yīng)用之一,,如氣體檢測系統(tǒng)如圖5,。相比于傳統(tǒng)的氣體檢測技術(shù)(電化學(xué)檢測、氣相色譜分析,、紅外LED),,量子級聯(lián)激光器在氣體檢測的優(yōu)勢如下:1、量子級聯(lián)激光器具有很窄的光譜線寬,,可以獲得氣體分子,、原子光譜線中精細(xì)結(jié)構(gòu),因此基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)分辨率要遠(yuǎn)高于其他光譜檢測方法,,而且系統(tǒng)中不需要分光器件,,可以通過調(diào)諧QCL的波長,就可在光電探測器中直接得到其吸收光譜,。2,、QCL的光束質(zhì)量好,其出射光的發(fā)散角小,,可以利用光的反射來設(shè)計光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,,進而就可以提高系統(tǒng)的靈敏度,這對于低濃度的氣體檢測十分有效,。
在性價比方面,,QCL激光器同樣表現(xiàn)質(zhì)量。盡管其技術(shù)含量較高,,但隨著生產(chǎn)工藝的不斷進步以及市場需求的上升,,QCL激光器的制造成本逐漸降低,使得越來越多的客戶能夠享受到這一先進技術(shù)所帶來的好處,。我們始終堅持為客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品,,確保每一臺QCL激光器都經(jīng)過嚴(yán)格的測試和質(zhì)量控制,,以滿足不同客戶的需求。創(chuàng)新性是QCL激光器在市場中脫穎而出的另一個關(guān)鍵因素,。我們不斷進行技術(shù)研發(fā),,以提升QCL激光器的性能,從而適應(yīng)不斷變化的市場需求,。無論是在新材料的應(yīng)用,,還是在激光器設(shè)計的優(yōu)化上,我們都力求為客戶提供前沿的技術(shù)解決方案,。此外,,我們還關(guān)注如何提升激光器的耐用性和穩(wěn)定性,以確保其在各種工況下的可靠運行,。為了提高客戶的滿意度,,我們不僅關(guān)注產(chǎn)品本身的質(zhì)量和性能,還注重售后服務(wù)的完善,。擁有一支專業(yè)的技術(shù)支持團隊,,確保客戶在使用過程中能夠獲得及時有效的幫助,。我們定期開展客戶培訓(xùn),,分享新的使用技巧和維護知識,通過不斷傾聽客戶的反饋,,我們力求在每一個細(xì)節(jié)上做到更好,,確保客戶的每一次使用體驗都得到了提升,。 TDLAS:當(dāng)激光波長與待測氣體分子的吸收線匹配時,,分子會吸收部分能量,透射光強度的變化,,計算氣體濃度,。
波長覆蓋范圍寬量子級聯(lián)激光器從波長設(shè)計原理上與常規(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波長調(diào)諧到另一個波長,。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),。單個激光器的激射波長可以通過改變溫度和工作電流進行調(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,。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區(qū),對痕量氣體具有極高的敏感度,,這使得它成為溫室氣體監(jiān)測的理想選擇,。天津氨QCL激光器批發(fā)
在工業(yè)污染分析中,QCL的快速響應(yīng)和高靈敏度使其能夠?qū)崟r監(jiān)測煙塵顆粒的組成和濃度,。云南氨QCL激光器
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量,。TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條**的氣體吸收線。為了實現(xiàn)比較高的選擇性,,分析一般在低壓下進行,,這時吸收線不會因為壓力而加寬。這種測量方法是Hinkley和Reid提出的,,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監(jiān)測技術(shù),。具有高靈敏度、實時,、動態(tài),、多組分同時測量的優(yōu)點。由于半導(dǎo)體激光器的高單色性,,可以利用待測氣體分子的一條孤立的吸收譜線進行測量,,避免了不同分子光譜的交叉干擾,從而準(zhǔn)確的鑒別出待測氣體,??烧{(diào)諧紅外激光光譜技術(shù)獨特的優(yōu)勢以及在許多領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用價值,是近年來非常熱門的研究領(lǐng)域之一,??烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器,目前常用于TDLAS技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包括:法珀(Fabry-Perot)激光器,、分布反饋式(DistributedFeedback)半導(dǎo)體激光器,、分布布喇格反射(DistributedBraggreflector)激光器、垂直腔表面發(fā)射(Vertical-cavitysurface-emitting)激光器和外腔調(diào)諧半導(dǎo)體激光器,。 云南氨QCL激光器