工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化石燃料燃燒、機(jī)動車尾氣排放等人類活動產(chǎn)生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖,研究和發(fā)展適用于不同空間、時間尺度的溫室氣體精確、快速、動態(tài)檢測技術(shù)是環(huán)境氣候研究的基礎(chǔ)和前提?;诠庾V學(xué)原理的氣體檢測技術(shù),具有非接觸、快響應(yīng)、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點,是目前溫室氣體監(jiān)測技術(shù)的主流研究方向。針對當(dāng)前溫室氣體點源、面源、區(qū)域、全球等尺度下的監(jiān)測需求,綜合利用多種形式的光譜學(xué)測量手段,開展地面探測、地基探測、機(jī)載探測和星載探測四種典型光學(xué)觀測,獲取溫室氣體空間分布、季節(jié)變化和年變化的特征和趨勢,這對理解區(qū)域碳排放、掌握源匯信息、研究環(huán)境氣候變化規(guī)律等具有重要意義。二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6),其中后三種氣體造成溫室效應(yīng)的能力強(qiáng),但從對全球升溫的貢獻(xiàn)百分比來說,CO2、CH4和N2O三大主要溫室氣體所占的比例大,它們對全球變暖的總體貢獻(xiàn)占到77%,濃度也呈現(xiàn)出逐年升高的趨勢。 中紅外QCL用于燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢中,解決巡檢效率低、氣體檢測準(zhǔn)確度低、受環(huán)境影響大、智能化程度低等問題。北京NH3QCL激光器封裝
直接吸收光譜技術(shù)是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進(jìn)行分析,并獲取一些重要信息,如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù)。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出激光通過待測氣體,光電探測器接收到透射光,并通過對光強(qiáng)信號進(jìn)行分析,從而測量得到氣體濃度值。實現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強(qiáng)波動等因素的影響,為了減小噪聲的干擾,通常會使用高靈敏光譜技術(shù),如采用波長調(diào)制技術(shù)對目標(biāo)信號進(jìn)行高頻調(diào)制,實現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號給激光驅(qū)動器驅(qū)動DFB激光器,激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,光電探測器接收到吸收后光強(qiáng),此時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進(jìn)行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號,根據(jù)諧波信號的值計算得到此時氣體濃度值。 北京NH3QCL激光器封裝DFB激光器能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。
激光器的發(fā)展里程碑如下:1960年發(fā)明的固態(tài)激光器和氣體激光器,1962年發(fā)明的雙極型半導(dǎo)體激光器和1994年發(fā)明的單極型量子級聯(lián)激光器(QCL)是激光領(lǐng)域的三個重大性里程碑。量子級聯(lián)激光器的工作原理與通常的半導(dǎo)體激光器截然不同,它打破了傳統(tǒng)p-n結(jié)型半導(dǎo)體激光器的電子-空穴復(fù)合受激輻射機(jī)制,其發(fā)光波長由半導(dǎo)體能隙來決定,填補(bǔ)了半導(dǎo)體中紅外激光器的空白。QCL受激輻射過程只有電子參與,其激射方案是利用在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)薄層內(nèi)由量子限制效應(yīng)引起的分離電子態(tài)之間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)單電子注入的多光子輸出,并且可以輕松得通過改變量子阱層的厚度來改變發(fā)光波長。量子級聯(lián)激光器比其它激光器的優(yōu)勢在于它的級聯(lián)過程,電子從高能級跳躍到低能級過程中,不但沒有損失,還可以注入到下一個過程再次發(fā)光。這個級聯(lián)過程使這些電子"循環(huán)"起來,從而造就了一種令人驚嘆的激光器。因此,量子級聯(lián)激光器的發(fā)明被視為半導(dǎo)體激光理論的一次和里程碑。
可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測量。TDLAS通常是用單一窄帶的激光頻率掃描一條**的氣體吸收線。為了實現(xiàn)比較高的選擇性,分析一般在低壓下進(jìn)行,這時吸收線不會因為壓力而加寬。這種測量方法是Hinkley和Reid提出的,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為了非常靈敏和常用的大氣中痕量氣體的監(jiān)測技術(shù)。具有高靈敏度、實時、動態(tài)、多組分同時測量的優(yōu)點。由于半導(dǎo)體激光器的高單色性,可以利用待測氣體分子的一條孤立的吸收譜線進(jìn)行測量,避免了不同分子光譜的交叉干擾,從而準(zhǔn)確的鑒別出待測氣體。可調(diào)諧紅外激光光譜技術(shù)獨特的優(yōu)勢以及在許多領(lǐng)域有著潛在的重要應(yīng)用價值,是近年來非常熱門的研究領(lǐng)域之一??烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器,目前常用于TDLAS技術(shù)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器包括:法珀(Fabry-Perot)激光器、分布反饋式(DistributedFeedback)半導(dǎo)體激光器、分布布喇格反射(DistributedBraggreflector)激光器、垂直腔表面發(fā)射(Vertical-cavitysurface-emitting)激光器和外腔調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。 中紅外光譜是分子的基頻吸收區(qū),對痕量氣體具有極高的敏感度,這使得它成為溫室氣體監(jiān)測的理想選擇。
TDLAS技術(shù)具有高靈敏度、高光譜分辨率、快速響應(yīng)等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于氣體的痕量探測。利用氣體吸收譜線隨溫度、氣壓等因素變化的特性,該技術(shù)可實現(xiàn)對氣體體系溫度、濃度、速度和流量等參數(shù)的測量。無干擾、低價、可小型化等是TDLAS技術(shù)的主要優(yōu)點。我們致力于發(fā)展高速(微秒級)、高靈敏(ppb級)、可攜帶式的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的氣體測量技術(shù)方法,拓展在航空航天、石油化工和燃燒等領(lǐng)域的應(yīng)用。調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)是激光氣體分析儀**常用的技術(shù)之一。其工作原理如下:激光光源:使用調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源,能夠在特定的窄波段范圍內(nèi)快速調(diào)諧激光波長,精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程:激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰,部分激光能量被吸收,導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱。探測器測量:激光通過氣體后,剩余的激光光強(qiáng)被探測器接收。探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,測量激光強(qiáng)度的衰減。信號處理與濃度計算:分析儀通過計算吸收光譜的強(qiáng)度和形狀,使用朗伯-比爾定律(Beer-LambertLaw)來推導(dǎo)出氣體的濃度。TDLAS技術(shù)的高分辨率和高靈敏度使其能夠準(zhǔn)確檢測低濃度的氣體。 量子級聯(lián)激光器是一種新型半導(dǎo)體激光器,體積小、壽命長等特點,其工作原理卻和傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器截然不同。安徽水QCL激光器價格
QCL的光束質(zhì)量好,可以利用光的反射來設(shè)計光學(xué)長程池從而增加系統(tǒng)的吸收光程,提高系統(tǒng)的靈敏度。北京NH3QCL激光器封裝
寧波寧儀信息技術(shù)有限公司是一家專注于高精度紅外激光器研發(fā)與應(yīng)用的,致力于為氣體分析領(lǐng)域提供的解決方案。我們不僅關(guān)注技術(shù)的創(chuàng)新,更注重技術(shù)在實際應(yīng)用中的有效性與可靠性。通過利用先進(jìn)的激光技術(shù),我們能夠?qū)崟r監(jiān)測氣體成分濃度,從而確保環(huán)境的安全與質(zhì)量控制,為客戶創(chuàng)造更大的價值。在工業(yè)生產(chǎn)中,我們的氣體分析儀器能夠?qū)崟r監(jiān)測有害氣體的濃度變化,為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。在環(huán)境監(jiān)測方面,我們的產(chǎn)品能夠幫助及環(huán)保機(jī)構(gòu)精確掌握環(huán)境污染情況,及時采取措施,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。而在醫(yī)療檢測領(lǐng)域,我們的高精度儀器則為疾病的早期診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)支持,助力醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。我們始終秉持“創(chuàng)新、專業(yè)、服務(wù)”的理念,積極推動技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)品升級。技術(shù)的不斷迭代與更新是我們永恒的追求,因此我們在研發(fā)中不斷引入新材料、新工藝,力求將的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于我們的產(chǎn)品中,以更好地滿足客戶的需求。 北京NH3QCL激光器封裝