基于7.6μm量子级联激光的光声 光谱探测N2O气体

摘要：

近年来,气候变化对地球的生态环境产生严重影响,而大气温室气体在气候变化中具有重要的作用.一氧化二氮(N2 O)作为一种重要的温室气体,其浓度变化对大气环境产生重要影响,因此对其浓度的探测在大气环境研究中具有重要意义.本文开展了基于中国自主研发的7.6μm中红外量子级联激光的共振型光声光谱探测N2O的研究,建立了N2O光声光谱传感实验系统.此系统在传统的光声光谱探测的基础上优化改进,采用双光束增强的方式,增加了有效光功率,进一步提高了系统的探测灵敏度.探测系统以1307.66 cm?1处的N2 O吸收谱线作为探测对象,结合波长调制技术对N2 O气体进行探测研究.通过对一定浓度的N2 O气体在不同调制频率和调制振幅的光声信号的探测,确定了系统的最佳调制频率和调制振幅分别为800 Hz和90 mV.在最优实验条件下对不同浓度的N2 O气体进行了测量,获得了系统的信号浓度定标曲线.实验表明,在锁相积分时间为30 ms时,系统的浓度探测极限为150×10?9.通过100次平均后,系统噪声进一步降低,实现了大气N2O的探测,浓度探测极限达到了37×10?9.

关键词：光声光谱、量子级联激光器、一氧化二氮、痕量气体探测

所属期刊栏目：67

资助基金：国家重点研发计划2017YFC0209700;国家自然科学基金41730103, 41475023, 41575030, 61734006 资助的课题

在线出版日期：2018-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：101-108