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基于7.6 m量子级联激光的光声光谱探测N2O气体

周彧 曹渊 朱公栋 刘锟 谈图 王利军 高晓明

基于7.6 m量子级联激光的光声光谱探测N2O气体

周彧, 曹渊, 朱公栋, 刘锟, 谈图, 王利军, 高晓明
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  • 近年来,气候变化对地球的生态环境产生严重影响,而大气温室气体在气候变化中具有重要的作用.一氧化二氮(N2O)作为一种重要的温室气体,其浓度变化对大气环境产生重要影响,因此对其浓度的探测在大气环境研究中具有重要意义.本文开展了基于中国自主研发的7.6 m中红外量子级联激光的共振型光声光谱探测N2O的研究,建立了N2O光声光谱传感实验系统.此系统在传统的光声光谱探测的基础上优化改进,采用双光束增强的方式,增加了有效光功率,进一步提高了系统的探测灵敏度.探测系统以1307.66 cm-1处的N2O吸收谱线作为探测对象,结合波长调制技术对N2O气体进行探测研究.通过对一定浓度的N2O气体在不同调制频率和调制振幅的光声信号的探测,确定了系统的最佳调制频率和调制振幅分别为800 Hz和90 mV.在最优实验条件下对不同浓度的N2O气体进行了测量,获得了系统的信号浓度定标曲线.实验表明,在锁相积分时间为30 ms时,系统的浓度探测极限为15010-9.通过100次平均后,系统噪声进一步降低,实现了大气N2O的探测,浓度探测极限达到了3710-9.
      通信作者: 刘锟, liukun@aiofm.ac.cn;xmgao@aiofm.ac.cn ; 高晓明, liukun@aiofm.ac.cn;xmgao@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 国家重点研发计划(批准号:2017YFC0209700)和国家自然科学基金(批准号:41730103,41475023,41575030,61734006)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-20
  • 修回日期:  2018-01-08
  • 刊出日期:  2019-04-20

基于7.6 m量子级联激光的光声光谱探测N2O气体

    基金项目: 

    国家重点研发计划(批准号:2017YFC0209700)和国家自然科学基金(批准号:41730103,41475023,41575030,61734006)资助的课题.

摘要: 近年来,气候变化对地球的生态环境产生严重影响,而大气温室气体在气候变化中具有重要的作用.一氧化二氮(N2O)作为一种重要的温室气体,其浓度变化对大气环境产生重要影响,因此对其浓度的探测在大气环境研究中具有重要意义.本文开展了基于中国自主研发的7.6 m中红外量子级联激光的共振型光声光谱探测N2O的研究,建立了N2O光声光谱传感实验系统.此系统在传统的光声光谱探测的基础上优化改进,采用双光束增强的方式,增加了有效光功率,进一步提高了系统的探测灵敏度.探测系统以1307.66 cm-1处的N2O吸收谱线作为探测对象,结合波长调制技术对N2O气体进行探测研究.通过对一定浓度的N2O气体在不同调制频率和调制振幅的光声信号的探测,确定了系统的最佳调制频率和调制振幅分别为800 Hz和90 mV.在最优实验条件下对不同浓度的N2O气体进行了测量,获得了系统的信号浓度定标曲线.实验表明,在锁相积分时间为30 ms时,系统的浓度探测极限为15010-9.通过100次平均后,系统噪声进一步降低,实现了大气N2O的探测,浓度探测极限达到了3710-9.

English Abstract

参考文献 (23)

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