目錄:筱曉（上海）光子技術(shù)有限公司>>加工定制服務(wù)>>TDLAS系統(tǒng)研發(fā)>> TDLAS-HC-FC-7.4-H2O7.4um QCL 結(jié)合空芯光纖氣體吸收池分析系統(tǒng) (實驗分析空氣中 H2O 水)
| 產(chǎn)地類別 | 進(jìn)口 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,化工,生物產(chǎn)業(yè),能源 |
|---|---|---|---|
| 激光器 | 7.4um中紅外量子級聯(lián)激光器 | 光電探測器 | 2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器 |
一、理論基礎(chǔ)
1、比爾-朗伯定律
一束激光穿過濃度為C的被測氣體時，當(dāng)激光器的波長和被測氣體某個吸收譜線中心頻率相同時，氣體分子會吸收光子而躍遷到高能級，表現(xiàn)為氣體吸收波段激光光強的衰減
2、波長調(diào)制光譜技術(shù)
A) 激光器的調(diào)諧特性
DFB激光器 由于具有良好的單色性，窄線寬特性和頻率調(diào)諧特性，DFB激光器能夠很好的避免其他背景氣體的交叉干擾，使檢測系統(tǒng)具有較好的測量精度，因此被廣泛的用于氣體檢測
B) 諧波檢測理論
通過對激光器的驅(qū)動電壓加高頻正弦電壓信號，從而改變電流，使輸出頻率也按正弦規(guī)律變化。通過給激光器驅(qū)動加鋸齒波電壓，使其輸出波長在氣體吸收峰兩側(cè)掃描，利用鎖相放大器調(diào)制并解調(diào)出諧波信號，進(jìn)行氣體濃度的測量。
3、吸收譜線選取的原則
在進(jìn)行氣體檢測時，對吸收譜線的選取非常關(guān)鍵，應(yīng)考慮以下幾個方面
（1）氣體在選定的譜線處要有較強的吸收峰，
（2）譜線波長對應(yīng)的激光器光源技術(shù)要相對成熟
（3）在選定的吸收譜線處沒有背景氣體吸收的干擾，或吸收相對較弱，可以忽略
實驗儀器
1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器
QCL7400 - 7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器是筱曉2018上半年開發(fā)出的低功耗的QCL DFB激光.超過100nm的可調(diào)諧范圍，輸出功率大于25mw滿足客戶測試氣體傳感等工業(yè)需求。
我們的激光器準(zhǔn)直輸出輸出功率穩(wěn)定，溫度波長穩(wěn)定性高比傳統(tǒng)大功耗的量子級聯(lián)激光器的穩(wěn)定性高出好幾個數(shù)量級。為我們中紅外測試的客戶提供了最佳的測試光源。
光譜圖
2、中空光纖式氣體吸收池
HC-5-FC-SMA中空光纖式氣體吸收池包括光學(xué)窗口、光纖端口和氣體端口。通過其中兩個模塊，您可以將中空光纖轉(zhuǎn)化為臺式氣體吸收池，用于吸收光譜或基準(zhǔn)波長應(yīng)用，只需更換不同路徑長度的光纖即可。
3、2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器，帶放大，帶TEC
MCT-15-4TE放大探測器是一種熱電冷卻光電導(dǎo)HgCdTe(碲鎘汞，MCT)探測器。這種材料對2.0到15 μm的中紅外光譜波段光波敏感。半導(dǎo)體制冷片(TEC)采用一個熱敏電阻反饋電路對探測器元件的溫度控制在-30 °C，從而將熱變化對輸出信號的影響最小化。為了獲得最佳效果，我們推薦將輸出電纜(不附帶)與一個50歐姆的終端連接。由于探測器是AC偶合的，因此它需要一個脈沖或斬波輸入信號。 交流耦合探測器不會看到未斬波的直流信號，因為它們對只對強度變化而不是強度的絕對值敏感。三、實驗測試 本次實驗使用7.4um QCL激光器結(jié)合空心光纖氣體吸收池測試空氣中的H2O氣體。
系統(tǒng)示意圖
操作步驟：
1、安裝7.4umQCL激光器，準(zhǔn)直輸出到空芯光纖氣室的一端
2、空芯光纖氣室的另一端接入MCT探測器
3、用BNC轉(zhuǎn)SMA線連接探測器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端
4、 用一根BNC-BNC線連接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模擬輸出端
5、 用一根BNC-BNC線連接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT觸發(fā)端
6、 打開激光器和探測器
7、 調(diào)節(jié)軟件參數(shù)，在示波器上觀察二次諧波信號波形、幅值等信息
過程分析：
利用電腦端的控制軟件調(diào)節(jié)電流和溫度的大小對波長進(jìn)行調(diào)諧，使激光器實現(xiàn)一定波長范圍的掃描，使輸出波長覆蓋氣體的吸收峰，鎖相放大器提供高頻正弦調(diào)制信號，使激光器輸出頻率得到正弦調(diào)制，激光器發(fā)出的光經(jīng)過氣體吸收池，通過探測器進(jìn)入PREAMP端前置放大電路，再經(jīng)過鎖相放大器調(diào)制解調(diào)，通過DAC OUT 模擬輸出端到示波器通道2，顯示二次諧波的信號。整個過程中，我們通過調(diào)節(jié)軟件中的各項參數(shù)，同時觀察輸出波形，使輸出波形優(yōu)。
四、實驗結(jié)果
1、二次諧波波形及調(diào)制參數(shù)如下：
2、驗證分析：通過查詢Hitran數(shù)據(jù)庫得到在波數(shù)為1354cm-1到1356cm-1范圍內(nèi)的吸收譜線如下：
吸收峰波長約為7.381um，通過對比二次諧波幅值信息，與數(shù)據(jù)庫相符合，由此驗證是H2O氣體。
3、實驗結(jié)論：通過測試，我們發(fā)現(xiàn)使用這套測試系統(tǒng)分析空氣中的H2O氣體時，二次諧波幅值可達(dá)872mV，說明這套測試系統(tǒng)精度很高。
產(chǎn)品清單：
# | 名稱 | 描述 | 數(shù)量 |
1 | 7.4um中紅外量子級聯(lián)激光器 | 峰值工作波長7.4um，輸出功率5mW，光譜寬度<1MHz， 輸出隔離度30dB，臺式規(guī)格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm | 1 |
2 | 中空光纖式氣體吸收池 | 極其簡單和穩(wěn)固的對齊方式，波長范圍：紫外到長波紅外， 光程范圍：0.1至5m，低樣品量：<10mL，體積小巧；靈活布局 | 1 |
3 | 2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器 | 響應(yīng)波長范圍2-15um，光敏面大小2x2mm，工作帶寬10Hz-14MHz | 1 |
4 | U盤 | 含操作軟件，產(chǎn)品操作手冊 | 1 |
1、7.4um低功耗臺式DFB-QCL中紅外量子級聯(lián)激光器
http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=120
2、中空光纖式氣體吸收池
http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=575
3、2-15um碲鎘汞（MCT）中紅外光電探測器，帶放大，帶TEC
http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=418
公司簡介
筱曉(上海)光子技術(shù)有限公司成立于2014年,是一家被上海市評為高新技術(shù)企業(yè)和擁有上海市專精特新企業(yè)稱號的專業(yè)光學(xué)服務(wù)公司，業(yè)務(wù)涵蓋設(shè)備代理以及項目合作研發(fā)，公司位于大虹橋商務(wù)板塊，擁有接近2000m2的辦公區(qū)域，建有500平先進(jìn)的AOL(Advanced Optical Labs)光學(xué)實驗室，為國內(nèi)外客戶提供專業(yè)技術(shù)支持服務(wù)。公司主要經(jīng)營光學(xué)元件、激光光學(xué)測試設(shè)備、以及光學(xué)系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)。十年來,依托專業(yè)、強大的技術(shù)支持，以及良好的商務(wù)支持團(tuán)隊，筱曉的業(yè)務(wù)范圍正在逐年增長。目前業(yè)務(wù)覆蓋國內(nèi)外各著名高校、頂級科研機構(gòu)及相關(guān)領(lǐng)域等諸多企事業(yè)單位。筱曉擁有一支核心的管理團(tuán)隊以及專業(yè)的研發(fā)實驗室，奠定了我們在設(shè)備的拓展應(yīng)用及自主研發(fā)領(lǐng)域堅實的基礎(chǔ)。
主要經(jīng)營
激光器/光源
半導(dǎo)體激光器（DFB激光器、SLD激光器、量子級聯(lián)激光器、FP激光器、VCSEL激光器）
氣體激光器（HENE激光器、氬離子激光器、氦鎘激光器）
光纖激光器（連續(xù)激光器、超短脈沖激光器）
光學(xué)元件
光纖光柵濾波器、光纖放大器、光學(xué)晶體、光纖隔離器/環(huán)形器、脈沖驅(qū)動板、光纖耦合器、氣體吸收池、光纖準(zhǔn)直器、光接收組件、激光控制驅(qū)動器等各種無源器件
激光分析設(shè)備
高精度光譜分析儀、自相關(guān)儀、偏振分析儀，激光波長計、紅外相機、光束質(zhì)量分析儀、紅外觀察鏡等
光纖處理設(shè)備
光纖拉錐機、裸光纖研磨機 
(空格分隔,最多3個,單個標(biāo)簽最多10個字符)
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化工儀器網(wǎng)