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可调谐半导体激光吸收光谱

相关产品: HF2LI, MFLI, MF-MD, MF-DIG

应用描述

Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy Application Diagram

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是一种十分常用的气体分析技术,可以用来分析气体的性质诸如浓度、温度、压强以及流速,还有气体成分。TDLAS测量激光通过气体介质后的对关于波长的吸收响应,顾名思义,这项技术通常使用可调谐波长的的二极管激光器作为光源。当光源包含样本中特定气体的吸收波长时,光电探测器随即记录下对应波长光强的衰减。当气体浓度非常稀薄时,引起的透射率变化十分微弱以至于很难进行快速测量。于是就可以通过调制激光器的驱动电流来调制激光波长以及强度,进而大幅度提高TDLAS的灵敏度。最后,通过解调光电探测器中调制频率以及二倍频的电信号还原吸收响应中的信息。

测量策略

二极管激光器通过一个直流信号叠加一个数千至数兆赫兹的小幅度交流信号驱动。 当存在几条未知或待测吸收谱线时,通常会在几秒内扫描一个比较宽的波长范围。传统的实验装置通常需要两台锁相放大器来测量光电探测器的调制频率与二倍频信号;为了提升信噪比,交流信号的幅值(例如通过评价调制深度)在直流信号固定的情况下通过扫描频率优化至最佳。此时,还需要一块数据采集(DAQ)卡分析来自锁相放大器的测量信号。

选择苏黎世仪器的优势

苏黎世仪器的单台锁相放大器就集成了TDLAS应用所需要的多种功能:函数发生器、多台锁相放大器以及数据采集卡。LabOne®软件套装与所有苏黎世仪器的产品合力提供了信号后处理以及可视化数据的必要工具。从减少实验装置的复杂度到实现更快的数据采集,苏黎世仪器的锁相放大器会让您的TDLAS实验与众不同。

  • 更精简的连线:MFLI锁相放大器能够产生二极管激光器所需的完整激励信号。加上MF-MD选件之后便能够同时解调基频信号以及高次谐波信号。
  • 更高的灵敏度:得益于极低的电压输入噪声2.5nV/√ Hz,MFLI可以捕捉到微弱的吸收变化。
  • 自动化实验:LabOne中的扫描参数模块提供了一种直接调节直流信号以及交流信号幅值的方式。
  • 直接做图:不需要触发来同步激励信号以及数据采集。使用参数扫描模块可以扫描直流偏置(即激光波长)。

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Publications

He, Y., Ma, Y., Tong, Y., Yu, X. & Tittel, F.K.

Ultra-high sensitive light-induced thermoelastic spectroscopy sensor with a high Q-factor quartz tuning fork and a multipass cell

Opt. Lett. 44, 1904-1907 (2019)

Ma, Y., Tong, Y., He, Y., Jin, X. & Tittel, F.K.

Compact and sensitive mid-infrared all-fiber quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy sensor for carbon monoxide detection

Opt. Express 27, 9302-9312 (2019)

Sun, H. et al.

Highly sensitive acetylene detection based on a compact multi-pass gas cell and optimized wavelength modulation technique

Infrared Physics & Technology, 102, 103012 (2019)

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