基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2O监测仪研制

大气与环境光学学报 ›› 2012, Vol. ›› Issue (3): 191-195.

基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2O监测仪研制

汤媛媛, 刘文清†?, 阚瑞峰, 刘建国, 许振宇, 阮俊, 姚路

（中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽合肥，230031）

收稿日期:2011-11-12 修回日期:2012-02-23 出版日期:2012-05-28 发布日期:2012-05-24
通讯作者: 汤媛媛（1985-），女，湖北荆门人，博士研究生，主要从事基于量子级联激光器的气体光学检测技术研究。 E-mail:yytang@aiofm.ac.cn
作者简介:汤媛媛（1985-），女，湖北荆门人，博士研究生，主要从事基于量子级联激光器的气体光学检测技术研究。
基金资助:
中国科学院战略性先导科技专项(XDA05040102)、“973”前期研究项目(2010CB234607)、国家自然科学基金（61108034）资助

A Sensitive Gas Sensor Based on Quantum Cascade Laser for Ambient Nitrous Oxide Monitoring

TANG Yuan-yuan, LIU Wen-qing, KAN Rui-feng, LIU Jian-guo, XU Zhen-yu, RUAN Jun, YAO Lu

(Key Laboratory of Enviromental Optics&Technology, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China)

Received:2011-11-12 Revised:2012-02-23 Published:2012-05-28 Online:2012-05-24

摘要/Abstract

摘要：

介绍了一种基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2O监测仪的研制。以中心波长为1274 cm-1的分布反馈式量子级联激光器为光源，结合长光程多次反射池，可实现对大气中N2O的测量。该系统利用激光器的长脉冲产生的线性频率啁啾，扫描通过气体分子完整的吸收线，从而进行定性和定量分析。集成的数据分析软件根据HITRAN04数据库中的谱线参数采用直接吸收的方法对气体进行测量，不需要定标。系统具有良好的重复性和稳定性，检测限低于13 ppb，可实现大气中N2O的检测。

关键词: 量子级联激光器, 吸收光谱, 气体检测

Abstract:

A set of gas sensor based on quantum cascade laser (QCL) for ambient nitrous oxide (N2O) monitoring is introduced. QCL is utilized in the center wavelength of 1274 cm-1, combining with multi-pass absorption cell. By taking the advantages of long pulsed QCL which produces a complete scan of molecular absorption lines of gases, high sensitive measurement of N2O can be realized. Integrated software provides data analysis according to HITRAN04 database, without calibration gas. A detection limit of 13 ppb is obtained by analyzing the standard deviation and the detection of N2O in the atmosphere is realized.

Key words: quantum cascade laser, infrared absorption spectroscopy, environmental monitoring

中图分类号:

TN248
X831

汤媛媛刘文清阚瑞峰刘建国许振宇阮俊姚路. 基于室温脉冲量子级联激光器的大气N2O监测仪研制[J]. 大气与环境光学学报, 2012, (3): 191-195.

SHANG Yuan-Yuan, LIU Wen-Qing, KAN Rui-Feng, LIU Jian-Guo, XU Zhen-Yu, RUAN Jun, YAO Lu. A Sensitive Gas Sensor Based on Quantum Cascade Laser for Ambient Nitrous Oxide Monitoring[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2012, (3): 191-195.

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