CO和CO2的1.58μm波段可调谐二极管激光吸收光谱的二次谐波检测研究

红外可调谐二极管激光吸收光谱技术作为新的痕量气体监测分析方法,在大气化学研究和污染气体监测中得到了应用.文章介绍利用可调谐二极管激光吸收光谱学(TDLAS)技术对常压下的CO和CO2的近红外波段光谱静态测量研究和洛伦兹线型下的CO2二次谐波光谱与调制度的关系.     

基于可调谐二极管激光吸收光谱遥测CH4浓度

文章对可调谐二极管激光的直接吸收和波长调制光谱进行了理论分析,设计了一套用于研究甲烷吸收特性的测量系统.近红外二极管激光工作在室温下,选用波长为1.65 μm,利用甲烷的2v3带R(3)线实现对甲烷气体的吸收测量,对测量的信噪比和系统的基本噪声源进行了分析,为实现甲烷浓度的在线遥测打下基础.     

SG-DBR半导体激光器的光谱技术研究

可调谐半导体激光吸收光谱作为一种高灵敏度、高选择性、非侵入的痕量气体实时检测技术,已在大气监测、工业控制等方面得到广泛应用。采用一种新型宽带可调谐的SG-DBR半导体激光器(可调谐范围1 520~1 570 nm)作光源,并通过自编程序对该激光器设定了18个通道,输出波长分别对应CO,CO₂以及H₂O的吸收谱线中心位置,设计和构建了一个基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱的多组分气体光谱测量系统,描述了相关的光学系统设置,结合波长调制(wm)的二次谐波技术测量其中14个通道(分别对应CO和CO₂的吸收谱线)的吸收光谱,系统获得的CO和CO₂峰值吸收探测极限能够达到10-5。实验结果验证了SG-DBR激光器在波长调制吸收光谱多组分气体检测领域的可行性。在实际应用过程中使用单个SG-DBR激光器可以实现多组分气体的同时测量,有效降低设备成本和系统复杂性。     

CO2分子的近红外二极管激光吸收光谱灵敏探测

利用近红外二极管激光波长调制技术与二次谐波探测结合初步观测了CO2 分子在波长 1.5 7μm附近的吸收 ,获得了最小可探测吸收为 8.6× 10 -5(信噪比为 2 ) ,对应 5 0 0× 10 -6m-1的探测灵敏度。     

基于可调谐激光的CO监测仪的不确定度评定

采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)对CO气体的浓度进行测量,应用整体二次谐波最小二乘法对测量信号的实验数据进行反演处理。基于可调谐二极管激光吸收光谱技术, 对CO在线监测仪测量结果的不确定度来源进行了分析, 采用直接评定法对各种因素引起的不确定度分量、标准不确定度和合成不确定度进行了评定。实验结果表明, 仪器示值引入的不确定度、标准气体浓度定值的不确定度以及环境温度变化和电源电压波动引入的不确定度是影响测量不确定度的主要因素。     

可调谐掺铥光纤激光器线宽压缩及其超光谱吸收应用

可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种应用非常广泛的吸收光谱测量技术.利用宽带可调谐窄线宽光源进行吸收光谱测量的超光谱吸收技术可以在单次扫描中获取一段连续光谱的所有吸收数据,可大大提高可调谐二极管激光吸收光谱技术的数据信息容量和光谱诊断能力.分析了在2μm波段对水进行超光谱吸收测量时对激光器输出线宽的具体要求.利用掺铥光纤在2μm波段较宽的发射谱,采用可调谐法布里-珀罗滤波器和光纤可饱和吸收体相结合的技术方案搭建了一台宽带调谐窄线宽的2μm光纤激光器.获得了1840—1900 nm约60 nm范围的调谐光谱输出,激光器静态线宽仅为0.05 nm.利用该光源对空气中水在2μm波段的吸收光谱数据进行了超光谱吸收测量,在1856—1886 nm约30 nm的光谱范围内分辨了35条水的吸收谱线.通过对不同线宽条件下1870—1880 nm范围内的理论吸收光谱数据进行对比发现,测量数据无法有效分辨分别位于1873 nm和1877 nm处与强吸收线相邻的两条吸收谱线,且测量结果与激光线宽在0.08 nm条件下的HITRAN2012光谱数据库最为接近.这表明,在动态扫描过程中激光器的线宽得到了展宽.     

基于中红外QCL激光和新型多通池高灵敏度测量CO和N_2O的研究

利用量子级联激光器(QCL)结合新型小型化光学多通吸收池高灵敏度同时测量CO和N2O痕量气体。所用激光为工作在4.3 mm附近的宽调谐、无跳模外腔量子级联激光器,激光在较短的时间内(1 s)连续波长扫描,并覆盖N2O(2203.73333 cm-1)和CO(2203.161 cm-1)两种分子的吸收谱线,从而实现对N2O和CO的同时测量。利用物理基长为12 cm的新型小型化光学多通吸收池,探测光在吸收池内来回反射243次,有效光程达到29 m。利用波长调制吸收光谱和二次谐波探测技术实现了对N2O和CO的高灵敏度探测,测量系统的最低可探测浓度极限约为2.0×10-9(N2O)和1.7×10-9(CO)。     

可调谐半导体激光吸收光谱遥测二氧化碳通量的研究

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、高灵敏度以及响应时间快等优点.以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源,通过波长调制方法对1 578 nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量,结合双开放光路技术,实现对不同高度层面700多米长光程范围内CO2气体浓度的快速在线检测.结合大口径闪烁仪测量的莫宁-奥布霍犬长度和特征速度,通过经验公式计算得到CO2气体的通量在-60～60 mg·m-2·s-1范围内波动.实验数据与涡动相关比较表明,两者数据整体变化趋势一致,该方法可以获得较理想的结果.突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象,使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能.     

基于激光吸收光谱乙炔在线监测技术的研究

乙炔作为有机化工产品原料,广泛应用于化学工业中,但易燃易爆,在储存和工业生产中有必要对其进行实时在线监测.可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、高灵敏、快速响应等特点,在痕量气体检测中得到了广泛的应用.文章研究了乙炔气体在近红外波段的吸收线分布特征,详细地讨论了基于近红外可调谐二极管激光吸收光谱技术的乙炔在线监测系统设计方案;建立了实验测量系统,研究了信号检测方法和浓度反演算法,对长度10 cm的样品池和已知标准浓度乙炔气体配制的不同浓度乙炔气体进行检测,检测限可以达到1.46 cm3·m-3;进行了动态检测实验,测量结果具有较好的稳定性和可靠性.分析表明系统设计方案可行,由此发展的乙炔在线监测系统可用于乙炔储存、运输和使用过程中泄漏报警.     

1.31μm附近CO2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源,将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置.可以测量6.67×102Pa下～10-27 cm-1·(molecule·cm-2)-1的强度,最小可探测吸收达到～10-8.并利用该装置测量了CO2气体在1.31 μm附近的近红外吸收光谱,并用最小二乘法拟合实验数据获得了这一波段谱线的参数.同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比,发现15条数据库上没有报道的弱谱线.     

Spectral luminescent properties of monomeric and associated molecular forms of acridine dyes in polymer matrices

M. V. Lomonosov Moscow State University, Leninskie Gory, 119899, Moscow, Russia. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 62, No. 2, pp. 38–46, March–April, 1995.     

ß-Correction spectrophotometry and its application to determination of a trace metal and its chelate composition: Cd(II) with dithizone

Huaibei Environmental Monitoring Center, Huaibei, Anhui Province, 235000, P. R. China. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 62, No. 6, pp. 76–80, November–December, 1995.     

Atomic-emission spectrum analysis of soil

A method of the atomic-emission spectrum analysis of soil has been developed for control of the accumulation of technogenic impurities in environmental objects. A sample, after calcination at 550°C, is evaporated in an arc discharge. Spectra are recorded by a DFS-8 spectrograph. Simultaneously, determination is made of Li, Ba, Sr, Cu, Zn, Cr, Ni, Co, Pb, Bi, Mo, V, Ge, Ga, Y, Nb, Sn, Cd. For the majority of the elements the detection limits are lower than their percent abundance in the crust and their maximum permissible concentrations. Institute for Single Crystals, National Academy of Sciences of Ukraine, 60, Lenin Ave., Khar'kov, 310001, Ukraine. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 64, No. 3, pp. 396–399, May–June, 1997.     

The nature of empirical constants in the equation relating the frequency of the stretching vibration of oh-groups to parameters of the [MO n ]-polyhedrons coordinating these groups

Institute of Physicoorganic Chemistry, Academy of Sciences of Belarus, 220603, Minsk, Ul. Surganova, 13, Belarus. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 62, No. 1, pp. 104–107, January–February, 1995.     

A system for the remote spectroscopy in the visible and infrared regions

Results of the design and development of a system for remote sensing of the state and evaluation of the parameters of the natural environment and objects are presented. The devices developed are based on a generalized structural model of measuring system for acquisition of data on spectral, energy, polarization, angular, and spatial characteristics of the optical radiation field of the object under investigation. A. N. Sevchenko Scientific Research Institute for Applied Physical Problems at the Belarusian State University, 7, Kurchatov St., Minsk, 220064, Belarus. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 64, No. 6, pp. 827–833, November–December, 1997.     

Optoacoustic determination of low concentrations of gases by the use of commercial CO2-lasers

Institute of Molecular and Atomic Physics, Academy of Sciences of Belarus, 70 F. Skorina Ave., Minsk, 220072, Belarus. Translated from Zhurnal Prikladnoi Specktroskopii, Vol. 62, No. 6, pp. 81–86, November–December, 1995.     

The effect of complexing processes on energy transfer Tl+→Gd3+ and Tl+→Tb3+ in glass

T. Shevchenko Kiev University, 252022 Kiev, Pr. Akad. Glushakova, 6, Ukraine. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 62, No. 3, pp. 192–196, May–June, 1995.     

Effect of oxygen on the optical properties of ZnSe in the region of 0.44–20 μm

Moscow Power Engineering Institute, 14, Krasnokazarmennaya Str., Moscow, GSP, 105835, Russia. Translated from Zhurnal Prikladnois Spektroskopii, Vol. 63, No. 4, pp. 646–651, July–August, 1996.     

Luminescence of quantum-dimensional centers with spatially ordered molecules of organic compounds adsorbed on their surfaces

I. I. Mechnikov Odessa State University, 27, Pasteur Str., Odessa, 270100, Ukraine. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 62, No. 3, pp. 42–48, May–June, 1995.     

ICP—AES同时测定钴酸锂中13个杂质元素

利用全谱直读ICP-AES分析技术,对试样处理方法、元素分析谱线、基体干扰、背景校正、仪器分析参数等进行了研究,综合确定了最佳实验条件。将钴酸锂试样用硝酸、高氯酸处理后,再用盐酸与硝酸溶解残渣,ICP-AES同时测定铜、铁、镍、锰、铂、铋、铅、金、铝、镉、钯、锡、砷等13个杂质元素。样品加标回收率为85.2%—113.0%,相对标准偏差为1.0%—7.7%。方法操作简便、快速、准确。