本文選題：腔衰蕩光譜　切入點：大氣　出處：《長春理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：甲烷氣體具有易燃易爆的特征,同時還屬于引起溫室效應(yīng)的重要因素。所以甲烷的測量一直是環(huán)境監(jiān)測,科學探索的重要方向,對其濃度進行實時在線的檢測具有重要意義。本文開展了痕量氣體腔衰蕩光譜檢測技術(shù)的理論和實驗研究,基于窄線寬DFB激光器,搭建了相關(guān)實驗裝置,并且以甲烷氣體濃度實時檢測為目的,分析了檢測過程中對腔衰蕩的影響因素。基于光譜匹配的痕量氣體腔衰蕩檢測系統(tǒng),能夠提供較高的光譜鑒別和靈敏的檢測能力,相關(guān)技術(shù)近年來引起了該領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。隨著氣體檢測技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對空氣污染的關(guān)注,針對痕量氣體的高靈敏度檢測技術(shù)的研究具有重要意義和實際應(yīng)用價值。首先,論文研究和分析了光腔衰蕩光譜檢測系統(tǒng)的腔長、反射鏡、激光關(guān)斷時間等因素對檢測結(jié)果的影響。并通過腔內(nèi)能量公式推導了激光器采用不同關(guān)斷時間對檢測數(shù)據(jù)曲線產(chǎn)生的影響;其次,提出了一種以DFB連續(xù)激光器為檢測光源的腔衰蕩光譜檢測方法,通過電流調(diào)制波長進行模式匹配及激光關(guān)斷,簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并分析了各部分的工作原理,研究了使用四腔鏡環(huán)形腔做為衰蕩腔的檢測方法;最后,以連續(xù)激光光源作為基礎(chǔ),建立了光腔衰蕩光譜氣體檢測技術(shù)的實驗裝置,實現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的采集,檢測并分析了在實驗室條件下的甲烷氣體濃度。通過掃描波長的方法對甲烷氣體在其泛頻帶的吸收數(shù)據(jù)進行采集,并針對檢測穩(wěn)定性進行了討論,最終獲得甲烷氣體在實驗室內(nèi)部環(huán)境中的濃度。
[Abstract]:The characteristics of methane gas with explosive, and it also belongs to the important factors which cause the greenhouse effect. So the methane measurement has been an important direction of environmental monitoring, scientific exploration, has important significance to detect the real-time concentration. This paper carried out theoretical and Experimental Research on the spectral detection of trace gas cavity, narrow line width DFB laser based on built experimental device, and the real-time detection of methane gas concentration for the purpose of analysis of failure factors impact on the swing in the process of detection of trace gases. The cavity cavity ringdown spectrum matching detection system based on spectral identification can provide high sensitive detection capability and related technologies, has aroused widespread concern in the researchers in recent years. With the continuous development of gas detection technology and attention to air pollution, high sensitivity detection technique for trace gas Operation research has important significance and practical value. Firstly, this paper studies and analyzes the CRDs detection system of cavity length, mirror, influence factors of laser off time on the test results. And through the cavity with different laser energy formula shut off time of impact test data curve was derived; secondly, in this paper a DFB laser for the detection of the light source cavity ringdown spectroscopy detection method by current modulation wavelength, laser mode and turn off, simplify the structure of the system and analyzes the working principle of each part of the study using the four mirror ring cavity ring down cavity as the detection method; finally with the continuous laser light source, as a basis, the experimental device of ringdown spectroscopy gas detection technology of optical cavity is established, the spectrum data collection, detection and analysis of methane gas in the laboratory under the condition of strong The absorption data of methane in its wide band were collected by scanning wavelength method, and the stability of detection was discussed. Finally, the concentration of methane in the laboratory environment was obtained.

【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN248;O433

【參考文獻】

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本文編號：1562639