基于可调谐半导体激光吸收光谱的氧气浓度高灵敏度检测研究

摘要：

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)是近年发展起来的一种激光光谱气体检测技术,相比于常见的电化学、离子导电陶瓷等技术,其具有选择性强、灵敏度高、响应快、可在线测量、抗背景光谱干扰能力强等优点,适用于复杂环境中气体的长期在线检测.氧气(O2)是人类生存环境中的重要气体,O2浓度的检测在生产生活各个领域应用广泛、意义重大.基于此,本文采用TDLAS技术对空气中的O2进行高灵敏度测量.采用输出波长为760 nm的半导体激光器作为光源,直接吸收光谱法获得环境中的氧气浓度为20.56％,最小检测极限为5.53×10-3.在波长调制方法中,优化了激光波长调制深度,得到了完整的二次谐波波形,可用于标定氧气浓度.此系统的信噪比为380.74,最小检测极限约为540×10-6.本文的传感系统具有良好的O2检测能力,可广泛用于各个领域中的O2浓度检测.

关键词：TDLAS、氧气(O2)浓度检测、直接测量、波长调制、半导体激光器

所属期刊栏目：16

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;黑龙江省优秀青年科学基金;黑龙江省博士后科研启动金;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：151-157