半導(dǎo)體激光氣體分析儀的工業(yè)應(yīng)用

半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（DLAS）最早于20 世紀(jì)70年代提出。初期的 DLAS技術(shù)使用中遠(yuǎn)紅外波長的鉛鹽激光器，這種激光器以及相應(yīng)的中遠(yuǎn)紅外光電傳感器在當(dāng)時只能工作在非常低的液氮甚至液氦溫度下，從而限制了它在工業(yè)過程氣體分析領(lǐng)域的應(yīng)用，只是一種實(shí)驗(yàn)室研究用技術(shù)。隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)在20世紀(jì)80年代的迅速發(fā)展，DLAS技術(shù)開始被推廣應(yīng)用于大氣研究、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷和航空航天等領(lǐng)域。特別是20世紀(jì)90年代以來，基于DLAS技術(shù)的現(xiàn)場在線分析儀表已逐漸發(fā)展成熟，與非色散紅外、電化學(xué)氧分析儀、色譜等傳統(tǒng)工業(yè)過程分析儀表相比，具有可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場原位測量、無須采樣和樣品處理系統(tǒng)、測量準(zhǔn)確、響應(yīng)迅速、維護(hù)量小等顯著優(yōu)勢，在工業(yè)過程分析和污染源監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

為了達(dá)到更高的測量精度，更低的探測下限，DLAS 技術(shù)在持續(xù)地發(fā)展。為了抑制噪聲、提高精度，在調(diào)制技術(shù)方面從直接吸收光譜技術(shù)發(fā)展到波長調(diào)制光譜技術(shù)和頻率調(diào)制光譜技術(shù)等;為了增加光束穿過被測氣體的有效光程，降低探測下限，從單倍光程的測量方式發(fā)展到利用Herriott 腔、White 腔等實(shí)現(xiàn)多次往返吸收光譜;為了在光譜吸收較強(qiáng)的基帶頻率進(jìn)行測量，降低測量下限，波長在中紅外和遠(yuǎn)紅外波段的量子級聯(lián)半導(dǎo)體激光器被應(yīng)用在各種 DLAS 技術(shù)中;另外也可以與光聲檢測技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生激光光聲光譜技術(shù)。