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Optical Device Lectures
Optical Device Guide

基于激光的气体检测(甲烷气体检测)


甲烷气体激光检测

近年来,对具有环境影响的特定气体成分的观测的需求不断增长。特别是大气中的甲烷是影响全球变暖的一个因素。有必要检查大气中特定气体随时间的分布和变化,并且需要能够以高灵敏度进行远程检测的测量方法。使用激光吸收光谱法的气体检测是一种传感技术,可提供远程检测和其他出色的质量,例如可以在短时间内进行测量。


测量原理

气体分子具有独特的红外吸收光谱线。用于测量甲烷的气体检测器选择适合于测量的波长(1,653 nm),该波长被甲烷吸收但不受其他气体(例如水蒸气)的影响,并将DFB-LD的发射波长稳定在该波长。

Measuring methane wavelength

然后,气体检测器调制LD的发射波长,以使吸收线峰值保持在10 kHz的中心,并向空间照射激光。 这会产生与光强度成比例的1f(10 kHz)分量,如果光程中存在甲烷,则会通过气体吸收产生2f(20 kHz)分量。 气体检测器检测1f成分和2f成分,并通过将2f除以1f来确定气体浓度。

Measurement Principle

主要气体的吸收线波长

Absorption Line Wavelengths of Major Gases
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安立公司用于气体传感的光源

安立公司拥有设计和制造用于光纤通信的激光二极管的技术,并基于这些技术开发了用于甲烷检测的激光二极管(LD)。我们使用在InP衬底上具有InGaAsP4四元混合晶体的InGaAsP / InP型LD作为发光层并采用精细应变的量子阱结构,来稳定地制造用于甲烷吸收线的1.65μm波段LD。我们的LD的波长可通过以下方式精确调整到甲烷吸收线波长附近:使用更易于采用振荡波长设计的结构,获得出色单模光的DFB-LD以及对间隔进行微加工的内部衍射光栅。

各种应用的气体传感

Gas Sensing for Various Applications

安立公司DFB-LD(分布式反馈激光二极管) >

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