乙烯作為一種氣體植物激素對植物的生長發(fā)育起著重要作用,常用以水果催熟,在醫(yī)療領(lǐng)域通過檢測人體呼出氣體中乙烯含量可用于分析人體發(fā)病的氧化應(yīng)激。同時(shí),乙烯是促進(jìn)城市地區(qū)對流層臭氧形成的主要污染物之一,主要來源于汽車尾氣和工業(yè)排放。因此,開展乙烯的痕量氣體檢測在大氣化學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷和植物生物學(xué)中等領(lǐng)域都具有重要的意義。本文重點(diǎn)圍繞離軸積分腔輸出光譜技術(shù)進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。在積分腔輸出光譜技術(shù)中通過調(diào)節(jié)激光的入射角,采用離軸入射模式,激發(fā)大量的高階膜,使腔模密度增大,腔模結(jié)構(gòu)基本消失,抑制腔模噪聲,提高系統(tǒng)的信噪比。相比近紅外波段,乙烯在中紅外呈現(xiàn)更強(qiáng)的吸收特性,本文設(shè)計(jì)了一套基于外腔量子級聯(lián)激光器（EC-QCL）的離軸積分腔輸出光譜（OA-ICOS）裝置對1ppm標(biāo)準(zhǔn)乙烯氣體進(jìn)行測量。激光器波長范圍可實(shí)現(xiàn)962-1067cm^-1,線寬小于10MHz,出射光經(jīng)光隔離器耦合進(jìn)入長60cm、由兩片高反射率鏡片（>99.99%）組成的諧振腔中,透過諧振腔的信號經(jīng)聚焦透鏡由光電探測器接收。根據(jù)HITRAN 2012數(shù)據(jù)庫,給出了典型空氣組分中其他氣體對乙烯吸收干擾的模擬仿真,... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 激光吸收光譜技術(shù)
    2.1 分子吸收光譜
        2.1.1 分子能級結(jié)構(gòu)
        2.1.2 紅外吸收光譜理論
    2.2 朗伯-比爾定律
    2.3 譜線的展寬機(jī)制與線型
    2.4 吸收光譜檢測技術(shù)
        2.4.1 長光程吸收光譜技術(shù)
        2.4.2 調(diào)制光譜技術(shù)
        2.4.3 腔衰蕩光譜技術(shù)
        2.4.4 光聲光譜技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于離軸積分腔的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 積分腔輸出光譜原理
        3.1.1 腔增強(qiáng)吸收光譜原理
        3.1.2 離軸積分腔吸收光譜原理
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.1 中紅外量子級聯(lián)激光器
        3.2.2 光隔離器
        3.2.3 FP頻率標(biāo)定
        3.2.4 光學(xué)諧振腔
        3.2.5 探測器
    3.3 譜線與壓強(qiáng)的選擇
    3.4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于波長調(diào)制技術(shù)的痕量乙烯探測
    4.1 波長調(diào)制原理
    4.2 基于WMS乙烯譜線仿真
    4.3 實(shí)驗(yàn)裝置
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與跳模分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
讀研期間參與課題和發(fā)表專利情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光聲光譜的乙烯探測技術(shù)[J]. 陳穎,高光珍,蔡廷棟.  中國激光. 2017(05)
[2]N2O的近紅外腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)研究[J]. 吳志偉,董燕婷,周衛(wèi)東.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(08)
[3]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)檢測痕量乙烯氣體的系統(tǒng)研制[J]. 潘衛(wèi)東,張佳薇,戴景民,宋凱.  光譜學(xué)與光譜分析. 2012(10)
[4]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜法監(jiān)測燃燒過程中CO濃度的變化[J]. 夏慧,劉文清,張玉鈞,闞瑞峰,陳東,崔益本,何瑩,陳玖英,王敏,王鐵棟.  光譜學(xué)與光譜分析. 2008(11)
[5]開放光程TDLAS系統(tǒng)對北京城區(qū)NH3濃度的連續(xù)檢測[J]. 陳東,劉文清,張玉鈞,劉建國,王曉梅,闞瑞峰,王敏.  光學(xué)技術(shù). 2007(02)
[6]A high sensitivity spectrometer with tunable diode laser for ambient methane monitoring[J]. 闞瑞峰,劉文清,張玉鈞,劉建國,王敏,陳東,陳玖英,崔益本.  Chinese Optics Letters. 2007(01)
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[10]利用光參量振蕩器測量腔內(nèi)增強(qiáng)吸收光譜(英文)[J]. 李少成,于清旭.  光電子·激光. 2003(05)

博士論文
[1]基于TDLAS的痕量乙烯氣體檢測技術(shù)研究[D]. 潘衛(wèi)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]基于腔增強(qiáng)吸收光譜的污染氣體檢測研究[D]. 董磊.山西大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于光譜吸收法的乙烯氣體濃度檢測系統(tǒng)研究[D]. 楊雪玲.山東大學(xué) 2010



本文編號：3182946