收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

氨气的调谐二极管激光光谱传感技术研究

赵志  
【摘要】:氨气在大气含氮化合物中含量很大,仅次于N2和N20,是大气的主要污染源之一。随着人类生活质量的提高,对周围生存环境的要求也在不断增加,因此开展对周围环境中氨气的实时、在线检测,具有十分重要的意义。然而目前在氨气检测的方法上,主要采用的是电化学法,该类检测方法采样时间长、测量精度低、易受外界环境影响,并且不易实现在线监测。本论文采用调谐二极管激光光谱传感技术对大气中氨气浓度进行检测,该方法具有响应速度快、灵敏度高、选择性好,以及可实现实时在线连续监测等优点。本研究的成功,也可为该方法应用于其他痕量气体的检测打下良好的理论基础和实验依据。 本文以Lambert-Beer定律和气体分子对光的选择吸收性为理论基础,介绍了调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)原理,并推导了该方法用于氨气检测的计算公式,为该方法用于氨气检测打下了理论基础。根据氨气在近红外吸收峰的分布特点,研究了分布反馈(DFB)激光器的工作原理及激光器波长随电流变化的特性,选择了中心频率为1531.14nm的DFB激光器作为实验用光源,并通过光谱仪实际测试了该激光器的输出波长特性。为提高系统检测的灵敏度,论文研究了影响该检测系统检测灵敏度的因素,提出了波长调制方法和二次谐波检测方法,以避免低频噪声的干扰并提高系统检测的灵敏度。根据开放光程检测的特点,设计了基于反射的光路系统。根据选择的器件和检测原理,做了整体的硬件电路系统,主要包括DFB激光器驱动模块、DFB激光器温度控制模块、激光的检测接收模块和数据采集与串口通信模块。完成基于TDLAS的氨气检测系统硬件设计后,论文对该系统进行了测试并获得了不错的结果。 论文在三种不同的实验环境下对氨气检测系统进行了定性测试,分析了测试数据与环境之间的关系,研究了氨气浓度与直接吸收信号以及氨气浓度与二次谐波信号之间的关系。实验表明,二次谐波检测技术优于直接吸收测量技术,吸收谱的二次谐波信号峰值与氨气浓度值之间呈较好的线性关系。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 沈丹勋,顾畹仪,徐大雄;3相移DFB激光器的数值分析[J];半导体光电;1999年05期
2 卓均飞,鲍吉龙,沈丹勋;三相移分布反馈激光器的静态及动态特性分析[J];中国激光;2001年10期
3 K.Kojima ,K.Kyuma ,陈军;分布反馈激光器光谱线宽分析[J];半导体光电;1985年02期
4 王圩;1.5μm光栅反馈型动态单模激光器[J];电信科学;1992年03期
5 赵玲娟,朱洪亮,张静媛,周帆,王宝军,边静,王鲁峰,田慧良,王圩;10Gbit/s高T_0无制冷分布反馈激光器[J];半导体学报;2005年08期
6 潘教青,王圩,朱洪亮,赵谦,王宝军,周帆,王鲁峰;1.74μm压应变InGaAs/InGaAsP量子阱分布反馈激光器(英文)[J];半导体学报;2005年09期
7 张银阁;王鸣;周俊萍;;自混合干涉对分布反馈激光器线宽的影响[J];无锡职业技术学院学报;2008年01期
8 韩全生,刘弘度;周期性结构和分市反馈激光器[J];物理;1982年09期
9 曹庄琪,方俊鑫;分布反馈激光器的耦合系数[J];应用科学学报;1986年01期
10 陈建新,邬祥生;分布反馈激光器、调制器及其单片集成[J];光通信研究;1993年01期
11 王圩,张静媛,田慧良,缪育博,汪孝杰,马朝华,王丽明,吕卉,高俊华,高洪海;1.5μm InGaAsP/InP脊型波导分布反馈激光器[J];半导体学报;1989年10期
12 付生辉;钟源;宋国峰;陈良惠;;激射波长为820nm的大功率分布反馈激光器(英文)[J];半导体学报;2006年06期
13 ;激光技术与应用[J];光机电信息;2007年01期
14 K. Utaka,程阜民;带激射窗口区的1.57μm InGaAsP/InP分布反馈隐埋异质结激光器[J];半导体光电;1983年01期
15 曹庄琪;方俊鑫;;分布反馈激光器的耦合系数[J];中国激光;1983年Z1期
16 S.D.WALKER ,蒋涛;用1.478μm DFB激光器和Ge APD接收器进行1.8Gb/s65公里光纤传输试验[J];半导体光电;1985年03期
17 徐团伟;李芳;刘育梁;刘丽辉;;分布反馈光纤激光器模式特性分析[J];中国激光;2007年10期
18 高伟,庄婉如,谭叔明;GaAlAs/GaAs光电子发射器的单片集成[J];半导体光电;1988年02期
19 Fritz K. Kneubuhl,Cui Dafu;分布反馈和螺旋反馈激光器的最新耦合波理论[J];红外与毫米波学报;1988年04期
20 蔡开清;朱志文;王品红;易向阳;;1.51μm InGaAsP/InP DC-PBH分布反馈激光器[J];半导体光电;1992年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于红艳;;长波长大应变InGaAs/InGaAsP分布反馈激光器材料生长与器件制备[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
2 宦海;王鸣;郭冬梅;陆敏;;分布反馈半导体激光器自混合干涉的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 赵玲娟;朱洪亮;张静媛;周帆;王宝军;边静;王鲁峰;田慧良;王圩;;10Gbit/s高T_0无制冷分布反馈激光器[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
4 郑大永;乐彤惠;;光通信技术的发展概述[A];四川省通信学会1999年学术年会论文集[C];1999年
5 禹延光;叶会英;;基于弱光反馈效应的半导体激光器线宽展宽因数的测量[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
6 高楠;杜振辉;齐汝宾;马艺闻;高东宇;陈文亮;汪曣;;调谐二极管激光吸收光谱的线形误差分析与校正方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 文玥;张晓霞;魏伟;陈立功;;微波光调制系统的研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
8 雷平顺;薛力芳;何军;曾华林;付跃刚;周燕;;Littrow型光栅外腔半导体激光器的输出特性分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 朱兴邦;费丰;赵耀;;基于光外差法的高速光电探测器带宽测量技术[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
10 桂华侨;黄伟;汪洪波;吕亮;谢建平;赵天鹏;许立新;吴云霞;明海;;聚合物光纤传光的VCSEL自混合测振系统特性研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高楠;调谐二极管激光吸收光谱中的若干关键技术研究[D];天津大学;2012年
2 郑睿;全光纤轴对称偏振光激光器[D];中国科学技术大学;2011年
3 任立庆;698nm超窄线宽激光器研制以及飞秒光频流相关理论研究[D];陕西师范大学;2012年
4 郭精忠;基于注入半导体激光器的微波光子技术研究[D];天津大学;2012年
5 梅亮;激光光谱学在环境监测中的应用[D];浙江大学;2013年
6 周俊萍;基于光纤耦合的激光自混合干涉效应[D];南京师范大学;2008年
7 虞婷婷;分布反馈式激光器中的光学布洛赫波和半导体激光器的理论、结构和工艺创新探索研究[D];浙江大学;2012年
8 阮军;守时型铯原子喷泉钟关键技术的研究和实现[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2012年
9 伍波;1.5μm掺铒窄线宽光纤激光器研究[D];电子科技大学;2007年
10 卢丹;全光通信网中若干关键光器件的研究与应用[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵志;氨气的调谐二极管激光光谱传感技术研究[D];北京交通大学;2012年
2 于红艳;气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研究[D];山东大学;2011年
3 肖华菊;窄线宽激光器线宽虚拟测试系统设计[D];西南交通大学;2011年
4 郑甜美;窄线宽半导体激光器的研究[D];天津理工大学;2012年
5 柴全;光纤光栅复合腔激光器特性及传感研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 甄杨;基于调谐激光吸收光谱技术的逃逸氨检测系统研究[D];天津大学;2012年
7 杨德珩;实芯光学参考腔及单模He-Ne激光器稳频系统特性研究[D];华东师范大学;2013年
8 金星;高速率相干光通信调制与发射技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 王德锋;适度光反馈机制下希尔伯特变换法测位移[D];郑州大学;2010年
10 杨友光;耦合腔半导体激光器研究[D];浙江大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 福建 陈志奇;有线电视光纤传输设备的工作原理与系统调试[N];电子报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978