本文關(guān)鍵詞：基于1654nm分布反饋激光器的甲烷檢測(cè)系統(tǒng)

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【摘要】：基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)及波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù),采用波長(zhǎng)為1 654nm的分布反饋激光器,結(jié)合開(kāi)放式光學(xué)探頭以及高靈敏度的銦鎵砷光電探測(cè)器,研制了近紅外甲烷氣體檢測(cè)系統(tǒng)。自主設(shè)計(jì)研發(fā)了分布反饋激光器驅(qū)動(dòng)電路,主要包括模擬PID溫度控制電路與電流驅(qū)動(dòng)電路。其中,溫度控制電路具有較高的控制精度及穩(wěn)定性,長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)激光器溫度波動(dòng)小于±0.02℃,溫度與激光器波長(zhǎng)呈線性變化。溫度不變時(shí),改變驅(qū)動(dòng)電流可以使激光器中心波長(zhǎng)線性變化,同時(shí)還提供了5kHz正弦波和10 Hz鋸齒波的調(diào)制信號(hào),用于諧波檢測(cè)。為了提取差分信號(hào)的一次諧波及二次諧波,研制了正交鎖相放大器,一次諧波和二次諧波的提取誤差分別為3.5%和5%。系統(tǒng)中采用的開(kāi)放式光電探頭通過(guò)一次反射,使有效吸收光程增加了一倍,達(dá)到了40cm。通過(guò)對(duì)1%~5%的甲烷氣體進(jìn)行檢測(cè),成功提取了一次及二次諧波,得到了氣體濃度與諧波信號(hào)幅值的擬合關(guān)系曲線。在更換不同輸出波長(zhǎng)的激光器后,該系統(tǒng)還具有檢測(cè)其他氣體的能力。
【作者單位】： 吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū);中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 近紅外 甲烷檢測(cè) 分布反饋激光器 波長(zhǎng)調(diào)制
【基金】：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAK06B04) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61307124,11404129) 吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20120707,20140307014SF)資助
【分類(lèi)號(hào)】：TD712.55
【正文快照】： 2.中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所,材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100083引言在煤炭的開(kāi)采過(guò)程中,甲烷是一種能夠引起爆炸的有害氣體,檢測(cè)其濃度及變化率,對(duì)監(jiān)測(cè)及預(yù)防煤礦爆炸事故具有重要的意義。近年來(lái),對(duì)甲烷氣體濃度檢測(cè)的研究呈逐年上升趨勢(shì)。相比于其他檢測(cè)方法,如電化學(xué)法[1]、半導(dǎo)體法

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