2023-02-02 16:57:10, 以光电串联世界 北京先锋泰坦科技有限公司
TDLAS可调谐半导体激光吸收光谱是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的简称,主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量。在气体检测应用上,具备高灵敏度,高选择性,可以实现实时动态测量,可以实现多组分测量,且TDLAS容易系统集成,实现在线工业检测。所以近十年TDLAS技术无论在科研应用和商业市场上都有了迅猛的发展。
本文以TDLAS应用举例介绍美国Bristol Instruments公司771系列激光频谱分析仪可用于准确于快速的评测TDLAS系统中的可调谐激光器。
激光频谱测试界面实例
一 .快速准确的评估激光器的当前调谐波长与边模抑制比:
如图1所示,每种气体组分均具备丰富的气体吸收峰,且不同气体组分的吸收峰光谱带会有一定程度的靠近甚至交叉,因此需要我们利用窄线宽可调谐激光器,把激光器的输出波长精确的调谐到待测气体组分的吸收峰,且尽量保证任何其他气体组分在此激光输出附近没有吸收峰,从而尽可能的提升并保证待测气体检测灵敏度与待测气体浓度检测的选择性与准确度。
图2. SMSR边模抑制比
波长 | 线宽 | 强度 | 强度差 | |
主模 | 1532.82803 nm | 0.03466 nm | -9.43dB | |
最强边模1 | 1531.79267 nm | 0.03825 nm | -38.7dB | -29.27dB |
最强边模2 | NA |
实测数据解说:
771A-NIR激光频谱分析仪的0.01pm波长测试分辨率和0.2pm波长测试绝对准确度足以准确标定当前调谐波长,被测激光器的主模输出1532.82803 nm;有一个边模波长在1531.79267 nm;与主模的强度差-29.27dB;一般性判定尚不足以影响到TDLAS测试准确度。如果科研人员或TDALS设备生产厂家精益求精的话,可以在气体吸收谱库内查询最强边模波长点处有无其他气体的吸收峰,万一待测混合气体正好有落在激光边模波长的吸收峰,可以进一步评估是否可能对主模峰吸收测试会产生可见的影响。
小结:771激光频谱分析的频谱测试功能界面特别适合于TDLAS研究者对激光器做评估以及TDLAS整机设备厂家的对激光光源做筛选与品质管理。
二.TDLAS可调谐激光波长调谐范围的测试
实测解说:
如图4所示,黄色谱线是最近一次采样的激光频谱,蓝色谱线为伴随着波长调谐做多次激光频谱测试的包络线,所以蓝色谱线的上沿平顶部分是分布反馈激光器在调变激光波长后扫描下的激光主模波长调谐的轨迹。无论对于科研用户还是系统整机制造厂家,都是一个直观评价可调谐激光调谐频段的操作界面。
771系列激光频谱分析仪其他特色
业内最宽的激光波长涵盖范围
型号 | 波长范围 | 最小输入功率 |
771A-VIS | 375-1100nm | 25nW-1.1uW |
771A-NIR | 520-1700nm | 10nW-0.5nW |
771A-NIR2 | 1-2.6 um | 70nW-0.27uW |
771A-IR | 1-5 um | 10nW-2.25uW |
771A-MIR | 1-12 um | 10nW-13uW |
方便的激光耦合方式
内置实时校准激光器:
Brisltol的所有激光波长计和激光频谱分析仪均内置校准激光,在完全无人为干预的条件下自动做实时波长校准,时刻保持最精准的状态。
没有激光干涉仪的FSR自由光谱区限制:
由于采用可快速傅里叶变换算法,771系列激光频谱分析仪没有激光干涉仪的FSR自由光谱区限制,换句话讲既可以测试窄线宽激光器,也可以测试带宽宽达百纳米的LED。
图5. 771A-NIR测试近红外宽带LED频谱
771系列激光频谱分析仪着力突出性价比的市场定位:
771频谱分析仪做单次频谱分析测试需要2秒时间,对于激光频谱测试和激光器筛选与品质管理已经足够快速,如果需要PID实时反馈控制激光波长建议选用刷新率可高达1kHz的871系列激光波长计。
771系列激光频谱分析仪比起光纤通信波段的光谱分析仪,其功能界面要简单很多,原因是在于厂家着力强调激光频谱分析,宽光谱范围与高分辨率这些最关键点。
总结:美国Bristol Instruments公司771系列激光频谱分析仪特点
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本文作者
吴京航
业务发展部销售经理
应用专家
吴京航,1997年加入先锋科技公司,多年来从事光谱和激光相关销售工作,在光谱与激光设备等领域具有丰富的应用经验。
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