基于便携式柱面镜多通池的二氧化碳高灵敏度探测研究

论文摘要

二氧化碳作为大气中重要的温室气体,与气候变化和人类活动密切相关,因此对其浓度的探测具有重要意义。利用近红外可调谐二极管激光器结合自主设计的便携式小型化柱面镜光学多通吸收池,实现了二氧化碳气体的高灵敏探测。通过Matlab编写光线传输矩阵,优化设计了基于柱面镜的光学多通吸收池,相比于传统Herriott型多通池,具有腔镜利用面积高、在相同体积内可实现有效光程长等特点,在物理基长为15cm的情况下,实现了14m的有效光程。实验中使用中心波长为1.57μm的DFB二极管激光器,采用直接吸收光谱方法对CO2气体进行了探测研究,并用Allan方差对系统性能进行了分析。结果表明,在平均时间为5s时,系统的探测灵敏度为33.1μL·L-1,平均时间为235s时,系统的探测灵敏度可达到5.3μL·L-1。此外,利用该系统实现了大气中CO2的探测,得到大气中的CO2浓度为383.4μL·L-1。基于柱面镜多通池搭建的可调谐激光吸收光谱（TDLAS）系统,结合了柱面镜多通池可在小体积内实现长光程和可调谐激光吸收光谱技术高灵敏度、高分辨率、快速响应的优点,大大减小了系统体积,提高了系统探测灵敏度,在气体探测领域有广泛的应用。

论文目录

• 引言
• 1 实验原理
• 2 实验部分
• 3 结果与讨论
•   3.1 CO2吸收谱线选择
•   3.2 系统性能测试
•   3.3 实际大气CO2分子探测
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈家金,王贵师,刘锟,谈图,程刚,田兴,高晓明

关键词: 可调谐激光,直接吸收光谱,光学多通吸收池,二氧化碳,探测

来源: 光谱学与光谱分析 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,环境科学与资源利用

单位: 中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学技术大学

基金: 国家重点研发计划(2017YFC0209700,2016YFC0303900),国家自然科学基金项目(41730103,41575030)资助

分类号: X831;O657.3

页码: 292-296

总页数: 5

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