基于DFB激光器的甲烷氣體腔衰蕩光譜檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、 分類(lèi)號(hào)： O433.4 密 級(jí)： 可公開(kāi) U D C ： 編 號(hào)： 基于 基于 DFB DFB 激光器的甲烷氣體 激光器的甲烷氣體 腔衰蕩光譜檢測(cè)技術(shù)研究 腔衰蕩光譜檢測(cè)技術(shù)研究 RESEARCH ON DETECTION OF METHANE BY CAVITY RING-DOWN

2、SPECTROPY BASED ON DFB LASER 學(xué)位授予單位及代碼： 長(zhǎng)春理工大學(xué) (10186) 學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)及代碼： 光 學(xué) (070207) 研 究 方 向： 激光及其與物質(zhì)相互作用 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩 士 指 導(dǎo) 教 師： 王曉華研究員 研 究 生：王凱迪 副 指 導(dǎo)

3、 教 師： 魏志鵬教授 論文起止時(shí)間： 2015.09 - 2016.12 I 摘 要 甲烷氣體具有易燃易爆的特征，同時(shí)還屬于引起溫室效應(yīng)的重要因素。所以甲烷的測(cè)量一直是環(huán)境監(jiān)測(cè)，科學(xué)探索的重要方向，對(duì)其濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的檢測(cè)具有重要意義。 本文開(kāi)展了痕量氣體腔衰蕩光譜檢測(cè)技術(shù)的理論和實(shí)驗(yàn)研究，基于窄線寬 DFB 激光器，搭建了相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置，并且以甲烷氣體濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)

4、為目的，分析了檢測(cè)過(guò)程中對(duì)腔衰蕩的影響因素?；诠庾V匹配的痕量氣體腔衰蕩檢測(cè)系統(tǒng)，能夠提供較高的光譜鑒別和靈敏的檢測(cè)能力，相關(guān)技術(shù)近年來(lái)引起了該領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。隨著氣體檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)空氣污染的關(guān)注， 針對(duì)痕量氣體的高靈敏度檢測(cè)技術(shù)的研究具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 首先，論文研究和分析了光腔衰蕩光譜檢測(cè)系統(tǒng)的腔長(zhǎng)、反射鏡、激光關(guān)斷時(shí)間等因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。 并通過(guò)腔內(nèi)能量公式推導(dǎo)了激光器采用不同關(guān)斷時(shí)間對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)曲

5、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(cè)光源的腔衰蕩光譜檢測(cè)方法，通過(guò)電流調(diào)制波長(zhǎng)進(jìn)行模式匹配及激光關(guān)斷，簡(jiǎn)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(cè)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(cè)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的采集，檢測(cè)并分析了在實(shí)驗(yàn)室條件下的甲烷氣體濃度。通過(guò)掃描波長(zhǎng)的方法對(duì)甲烷氣體在其泛頻帶的吸收數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并針對(duì)檢測(cè)穩(wěn)定性進(jìn)行了討論，最終獲