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實(shí)驗名稱(chēng)：OF-CEAS中線(xiàn)性F-P腔在CH4氣體檢測中的應用 研究方向：甲烷(CH4)作為一種重要的溫室氣體，實(shí)現CH4氣體的在線(xiàn)高靈敏度檢測對人類(lèi)的生產(chǎn)生活有著(zhù)重要的意義。使用OF-CEAS測量大氣CH4濃度不僅可以實(shí)現高靈敏度、高精度的檢測，同時(shí)可以避免大氣中H2O和CO2等干擾氣體的影響。本章介紹基于線(xiàn)性F-P腔OF-CEAS技術(shù)的CH4檢測系統，實(shí)驗搭建基于線(xiàn)性?xún)汕荤RF-P諧振腔，選取中心頻率為1.65μm的DFB激光器作為光源，使用衰減片實(shí)現對反饋光強的調節，使用水平位移臺和壓電陶瓷調整激光器到F-P腔的距離。 測試設備：高壓放大器、函數發(fā)生器、半導體激光器、壓電陶瓷等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：基于線(xiàn)性F-P腔的OF-CEAS原理圖 如圖1所示，搭建了一套基于線(xiàn)性F-P腔的OF-CEAS系統。系統采用中心波長(cháng)為1.65μm的連續單模輸出半導體激光器，其最大輸出功率為10mW。將激光器安裝在一個(gè)二維平移臺上，用來(lái)實(shí)現水平位置的調節。使用激光驅動(dòng)控制器控制激光器的溫度及注入電流，并設置其溫度為26℃，中心電流為75mA。函數發(fā)生器控制輸出頻率為10Hz，幅度為200mV的三角波信號實(shí)現激光器出光波長(cháng)的連續調諧。激光器輸出光束分為兩部分，一束光經(jīng)耦合器傳輸到波長(cháng)計中，實(shí)現激光頻率監視；另一束光經(jīng)過(guò)衰減片、兩塊反射鏡以及匹配透鏡后耦合到光學(xué)腔中，其中衰減片可以用來(lái)調節通過(guò)激光的光強進(jìn)而改變反饋率。在靠近F-P腔的反射鏡后面安裝壓電陶瓷，其在有高電壓輸入的條件下可以實(shí)現長(cháng)度的有規律改變，使用高壓放大器來(lái)產(chǎn)生高壓電流。 實(shí)驗結果： 圖2：N2背景下線(xiàn)性腔透射信號 如圖2所示，為實(shí)驗中得到的在腔體中充入一個(gè)大氣壓N2氣體得到的無(wú)吸收情況下的透射腔模信號。圖中每個(gè)單一的透射腔模型狀均為“拱門(mén)型”，此時(shí)腔模加寬，左右對稱(chēng)，說(shuō)明反饋相位和反饋率等基本符合實(shí)驗要求。 圖3：氣壓689.2Torr下20ppmCH4氣體吸收信號 圖3為在腔體中充入一個(gè)大氣壓CH4得到的CH4氣體OF-CEAS吸收光譜信號。此時(shí)三角波掃描頻率為10Hz、掃描幅度為200mV，對應激光器的頻率調諧范圍約為6046.1-6047.5cm-1。在掃描的過(guò)程中，DFB激光器可以鎖定到86個(gè)連續的腔模，得到CH4吸收信號大約覆蓋了24個(gè)FSRs。 高壓放大器推薦：ATA-2042 圖：ATA-2042高壓放大器指標參數 本文實(shí)驗素材由西安安泰電子整理發(fā)布，如想了解更多實(shí)驗方案，請持續關(guān)注安泰官網(wǎng)。Aigtek是國內專(zhuān)業(yè)從事測量?jì)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)，一直專(zhuān)注于功率放大器、電壓放大器、功率放大模塊、高精度電流源等測試儀器產(chǎn)品的研發(fā)與制造。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html |
