基于中红外分布反馈量子级联激光器的光声光谱技术用于痕量甲烷气体检测

【摘要】：由于工业监控和环境检测的需要,甲烷气体检测日益得到人们的关注。研究了基于中红外分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL)的光声光谱技术,并应用于痕量甲烷的检测。自主研发的DFB-QCL室温工作时的激射波长在7.6μm附近,覆盖了甲烷的特征吸收谱线1 316.83cm-1。待测甲烷气体充入亥姆霍兹光声谐振腔中,DFB-QCL的工作频率为234Hz、室温脉冲工作时峰值功率为80mW。中红外光经过甲烷吸收后,产生的声波信号经麦克风检测,由锁相放大器对信号进行采集并输入计算机进行处理。按信噪比为1计算,得到甲烷的探测极限为189nmol.mol-1。 【作者单位】： 中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室;清华大学物理系;
【关键词】： 甲烷 分布反馈 量子级联激光器 光声光谱法 痕量气体检测
【基金】：国家自然科学基金重点项目(60736031) 国家(863计划)项目(2007AA03Z446,2009AA03Z403)资助
【分类号】：TN249;O433.1
【正文快照】： 引言甲烷是一种易燃易爆危险气体,是矿山开采、工业领域中爆炸事故的罪魁祸首。一般认为,甲烷容易爆炸的浓度范围为5%～15%[1]。另外,甲烷也是温室效应最主要的气体之一,甲烷吸收红外线的能力是二氧化碳的15～30倍,占整个温室效应贡献量的16%[2]。由于工业监控和环境检测的需

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Distributed feedback quantum cascade lasers operating in continuous-wave mode at λ≈7.6μm    张锦川;王利军;刘万峰;刘峰奇;赵立华;翟慎强;刘俊岐;王占国;

可调谐二极管激光吸收光谱技术及其在大气质量监测中的应用    董凤忠,阚瑞峰,刘文清,刘建国,张玉钧,高山虎,王铁栋,王敏,陈东,魏庆农

甲烷检测技术的研究现状    陈俊英;林辉;

基于二次谐波调制的二极管激光器在尾气遥感监测中的应用    黄湘云;宋金莲;

一种基于TDLAS谐波探测技术的甲烷传感器    陈玖英;刘建国;张玉钧;阚瑞峰;王敏;陈东;崔益本;

调谐半导体激光吸收光谱自平衡检测方法研究    陈玖英;刘建国;张玉钧;刘文清;阚瑞峰;王敏;陈东;崔益本;

基于新型长光程多次反射池的CO高灵敏度检测    夏滑;董凤忠;涂郭结;吴边;张志荣;王煜;

数字信号处理技术在气体检测中的应用    刘春;吴晓玲;刘文清;

均匀沉淀法制备高性能催化燃烧式甲烷传感器    马金鸣;王魏男;李小伟;刘银萍;赵靖;杜宇;卢革宇;

光纤气体传感检测技术研究    吴兵兵;吕垚;戴基智;刘华东;代志勇;刘永智;

激光传感器测瓦斯浓度研究    李海洋;殷振振;

基于气体特征光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术    张记龙;王志斌;李晓;田二明;王鹏;阎鹤;

养殖场氨气检测方法研究现状    张潜;王立人;杨祥龙;郭希山;周益明;

基于可调谐激光吸收光谱技术的气体在线检测及二维分布重建研究    李宁

可调谐二极管激光吸收光谱技术测定农田氨挥发的初步研究    杨淑莉

基于ARM和线阵CCD的甲烷浓度测量仪的研究    赵景科

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的O_2和CO气体测量    张春晓

基于TDLAS技术的痕量气体乙烯的检测分析系统    陈迎迎

TDLAS谐波信号线型计算方法的研究    伍昂

二氧化氮气体浓度测量的积分光谱技术    孙东

矿用甲烷催化传感器测量系统设计    曹月

光纤气体传感器时分复用系统的研究    林程远

TDLAS信噪比及检测下限计算方法的研究    蔡彦

基于光谱吸收法的光纤硫化氢气体传感器的研究    吴兵兵

CH_4气体光纤传感器的研究    叶险峰,汤伟中

双波长光谱法光纤甲烷传感器性能的研究    丰明坤;隋成华;

基于虚拟仪器的瓦斯浓度检测系统    闫晓梅;张记龙;张志伟;徐振峰;

基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器的研究    王玉田,刘瑾,张景超,杨海马

用LED作光源的Fabry-Perot光纤甲烷气体传感器的研究    王玉田,郭增军,王莉田

可调谐二极管激光吸收光谱法测量环境空气中的甲烷含量    阚瑞峰,刘文清,张玉钧,刘建国,董凤忠,高山虎,王敏,陈军

分时差分式光纤甲烷气体检测仪的研制    米新江,许爱东,王英华,李灵风

一种基于谐波检测技术的光纤甲烷气体传感器    王书涛,刘瑾,车仁生,王玉田

太赫兹QCL的电子结构计算和设计    段素青;楚卫东;张伟;杨宁;

THz QCL波导结构研究与光束质量分析    王健;吴卫东;章小丽;段素青;

GaAs外延薄膜的As缺位研究    王雪敏;吴卫东;阎大伟;王瑜英;唐永建;

可调谐激光遥测甲烷浓度的研究    张瑞峰;王晓洋;

新型中红外激光二极管转换效率超50%    刘海英

InGaAs/InAlAs量子级联激光器物理、材料及器件    杨全魁

太赫兹量子级联激光器电子动力学研究    高少文

光子晶体DFB激光器的研究    董颖

Si/SiGe量子阱空穴子带跃迁及其在中远红外光发射/探测器中的应用研究    林桂江

气态源分子束外延材料生长及特性和量子级联激光器材料生长研究    李华

太赫兹量子级联激光器电子输运及波导研究    何晓勇

强磁场下GaInAs合金量子阱中非平衡载流子弛豫机制    陈裕

中红外半导体激光器的热特性分析    朱诚

太赫兹量子级联激光器及其它半导体辐射源研究    吕京涛

基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络    余贶琭

电子横向运动对太赫兹量子级联激光器性能的影响    徐宝翠

太赫兹量子级联激光器结构设计与输运性质    卢俊

InP基短波长（3-5um）量子级联激光器的研究    王琪

GaAs/AlGaAs半导体量子级联激光器的设计    崔雍

太赫兹量子级联激光器有源区的数值模拟    于冰

InGaAs/AlAsSb中红外量子级联激光器    石泾波

新型可调谐窄线宽分布反馈染料激光器的研究    范永凯

中红外InAs/GaInSb带间级联激光器的研究    杨微

复杂外腔反馈条件下的激光自混合干涉：实验观察及理论分析    宦海

有机光子晶体分布反馈激光器的初步研究    孙媛