目前對TDLAS激光氣體檢測技術(shù)的研究與開發(fā)普遍采用DFB型邊發(fā)射激光器作為檢測光源,這種技術(shù)方案功耗較高、體積較大,限制了TDLAS檢測技術(shù)在功率敏感場合的應(yīng)用。VCSEL型垂直腔面發(fā)射激光器具有效率高、功率低、體積小的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用于TDLAS氣體檢測技術(shù)當(dāng)中,可以有效改善激光氣體檢測技術(shù)的功耗與體積問題。深入分析了采用VCSEL型激光器的TDLAS氣體檢測技術(shù)的理論依據(jù)。依據(jù)氣體吸收光譜理論與VCSEL型激光器的發(fā)光特點(diǎn),選定了甲烷氣體檢測激光波長。對TDLAS-WMS波長調(diào)制技術(shù)與諧波檢測技術(shù)進(jìn)行理論分析,推導(dǎo)了檢測過程中檢測信號的變化過程,為實(shí)際VCSEL型TDLAS檢測技術(shù)提供理論依據(jù)。基于VCSEL型激光器調(diào)諧特點(diǎn)與TDLAS檢測技術(shù)的基本原理,對TDLAS氣體檢測過程進(jìn)行了軟件仿真。深入研究TDLAS氣體檢測過程各個(gè)環(huán)節(jié)的信號變化情況,并將仿真過程移植到硬件平臺中,完成檢測技術(shù)的硬件仿真。在檢測技術(shù)的理論分析與仿真研究后,選取了適用于本系統(tǒng)的可調(diào)諧VCSEL激光器、光電探測器與鎖相放大器等器件,完成了檢測系統(tǒng)的光學(xué)與電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),組建了采用VCSEL光源的TDLAS甲烷氣...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1TDLAS檢測技術(shù)基本原理示意圖

會(huì)產(chǎn)生熱量而成為爆炸源，安全性高。但檢測儀度低。體激光吸收光譜技術(shù)領(lǐng)域，TDLAS（TunableDiodeLaserAbsorption光吸收光譜技術(shù)，是一種新型的高精度、單選擇光光譜技術(shù)中指出，氣體分子會(huì)對激光進(jìn)行“選氣體的濃度相關(guān)，TDLAS氣體檢測技術(shù)就是利測的。T....

圖2.2常見氣體在近紅外波段的光譜圖

圖2.2常見氣體在近紅外波段的光譜圖Figure2.2Commongasesspectruminnearinfraredband吸收應(yīng)避免與其他氣體吸收峰重疊外，還需要考慮吸收鄰吸收峰間距以及該波段相應(yīng)激光器性能、成本等因素強(qiáng)，入射單色光衰減程度大，可以提高系....

圖2.3甲烷氣體在1654nm附近的吸收峰Figure2.3Methanegasabsorptionpeaknear1654nm

圖2.2常見氣體在近紅外波段的光譜圖Figure2.2Commongasesspectruminnearinfraredband收應(yīng)避免與其他氣體吸收峰重疊外，還需要考慮吸收吸收峰間距以及該波段相應(yīng)激光器性能、成本等因素，入射單色光衰減程度大，可以提高系統(tǒng)的靈....

圖3.2CH4氣體在1654nm附近的吸收函數(shù)Figure3.2CH4gasabsorptionfunctionnear1654nm

圖3.2CH4氣體在1654nm附近的吸收函數(shù)Figure3.2CH4gasabsorptionfunctionnear1654nm輸出仿真型可調(diào)諧垂直腔面發(fā)射激光器，其輸出光強(qiáng)與波長可通的變化進(jìn)行調(diào)諧。激光器對溫度的變化非常敏感，而在溫度是一個(gè)慣性量很大....

本文編號：3986651