筱曉光子AOL實(shí)驗(yàn)室④—— 利用直接吸收法測(cè)量甲烷在 中紅外波段的吸收曲線
中紅外光譜吸收技術(shù)在光譜吸收應(yīng)用中具有很多優(yōu)勢(shì)。首先，氣體在中紅外波段的吸收峰普遍具有更高的吸收系數(shù)，在檢測(cè)ppb濃度級(jí)別的氣體時(shí)能發(fā)揮關(guān)鍵作用，在檢測(cè)時(shí)也可以使用短光程氣室，大大降低了光路調(diào)節(jié)的難度。另外，中紅外波段有著更大的光譜范圍，在一定程度上減小了不同氣體在檢測(cè)中的互相干擾。
得益于中紅外吸收譜線超高的吸收系數(shù)，我們可以使用直接吸收法，它利用激光器波長(zhǎng)直接掃過(guò)被測(cè)氣體的特征吸收區(qū)，采用的半導(dǎo)體激光光源的光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬，得到單線吸收光譜，不需要鎖相放大器等復(fù)雜電路模塊，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
本周我們使用空間光對(duì)穿技術(shù)，探測(cè)工業(yè)排氣中的甲烷吸收峰。甲烷在3291nm附件有一個(gè)很強(qiáng)的吸收峰，因此我們選用了的ICL激光器，LD溫度控制為20℃，電流掃描范圍控制在50~70mA，將輸出激光用一個(gè)中紅外波段準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后通過(guò)甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣室。
甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣室長(zhǎng)度為8cm，內(nèi)部含有高濃度甲烷氣體。激光穿過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣室后，在激光輸出端放置MCT光電探測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
將MCT的電信號(hào)接在示波器上，我們可以看到激光掃描區(qū)間有一處很強(qiáng)的凹陷，這就是甲烷在3291nm的吸收峰了。
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 | 碲鎘汞 MCT(HgCdTe)熱電冷卻光電導(dǎo) 中紅外光電導(dǎo)探測(cè)器 | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=266 |
 | ICL-DFB激光器 | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp2&id=92 |
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