У ТДЛАС системима за детекцију гаса, ДФБ (Дистрибутед Феедбацк) ласер служи као основни извор светлости. ДФБ ласери се одликују уским ширинама линија, излазом у једном уздужном моду, високом стабилношћу таласне дужине и прецизном подешавањем. Њихова таласна дужина емисије може се тачно ускладити са апсорпционом линијом циљног гаса и фино подесити преко температуре или погонске струје како би се омогућило скенирање и детекција преко апсорпционог врха, што их чини идеалним избором за праћење индустријског гаса, анализу животне средине и научна истраживања.
(1) ДФБ ласер емитује кохерентни једномодни ласерски сноп са таласном дужином подешеном на линију апсорпције циљног гаса.
(2) Ласерски зрак пролази кроз гасну ћелију која садржи узорак који треба да се мери.
(3) Гас апсорбује део ласерске светлости на својој карактеристичној таласној дужини, док се преостала светлост преноси.
(4) Фотодетектор хвата пропуштену или рефлектовану светлост, претварајући је у електрични сигнал.
(5) Систем анализира сигнал помоћу алгоритама детекције закључавања, демодулације или Фуријеове трансформације да би израчунао концентрацију гаса у складу са Беер-Ламбертовим законом.
|
Компонента |
Опис функције |
|
ДФБ ласер |
Обезбеђује једномодни ласерски извор уске ширине. Њена таласна дужина емисије се подешава преко контроле температуре за скенирање преко карактеристичне апсорпционе линије циљног гаса, док је струја убризгавања модулисана високом фреквенцијом за мерења спектроскопије модулације таласне дужине (ВМС). |
|
Гас Целл |
Запечаћена комора која садржи циљни гас и обезбеђује дефинисану дужину оптичког пута за мерење апсорпције. Опциони модули за контролу температуре и притиска побољшавају стабилност мерења и смањују грешке узроковане варијацијама у околини. |
|
фотодетектор (ПД) |
Конвертује оптички сигнал након интеракције са гасом у електрични сигнал за накнадно појачавање, демодулацију и анализу концентрације. |
|
Разделник снопа/спојник оптичких влакана |
Разделник снопа одговара оптичком систему слободног простора, док спојница за влакна одговара поставци која се састоји од свих влакана. Он дели ласер на референтне и мерне путање. Референтни сигнал се користи за компензацију флуктуација снаге ласера и побољшање тачности мерења (опционо). |
|
Систем за обраду сигнала |
Појачава слабе сигнале фотодетектора и врши демодулацију спектроскопијом модулације таласне дужине (ВМС), укључујући екстракцију 1ф/2ф хармоника, да би добио информације о апсорпцији гаса и одредио концентрацију гаса. |
|
Рачунар/ Контролни систем |
Пружа контролу система, конфигурацију параметара, прикупљање података, обраду сигнала, прорачун концентрације, складиштење података и визуализацију резултата мерења у реалном времену. |
760нм 10мВ ДФБ лептир ласерска диода
1392нм 10мВ ДФБ лептир ласерска диода
1683нм 10мВ ласер са спрегнутим влакнима
Ласер велике снаге 1653,7 нм 40 мВ ДФБ лептир ласер
1651нм ДФБ ласерска диода са спрегнутом влакном
1625нм ДФБ БТФ ласерска диода
1567нм ДФБ лептир ласерска диода
1580нм ДФБ СМ ПМ ласерска диода
П1: Која таласна дужина ДФБ ласера се обично користи у ТДЛАС-у?
А1:
|
|
Гас |
Таласна дужина (нм) |
|
1 |
ЦО2 |
1572.45 |
|
2 |
О2 |
760 |
|
3 |
ЦХ4 |
1653 |
|
4 |
Н2О |
1392/2257 |
|
5 |
ЦО |
1566 |
|
6 |
НХ3 |
1512.2 |
|
7 |
СО2 |
7160 |
|
8 |
НО |
1800/2650 |
|
9 |
Х2С |
1574.5/1590 |
|
10 |
Ц3Х8 |
3370 |
|
11 |
СФ6 |
1576.3 |
|
12 |
Ц2Х2 |
1531.64/1521 |
|
13 |
Ц2Х4 |
1625.9 |
|
14 |
Ц2Х6 |
1683.1 |
|
15 |
ХЦИ |
1742 |
|
16 |
ХФ |
1278/1273 |
|
17 |
ХЦН |
1540 |
П2: Да ли ДФБ ласер захтева изолатор?
А2: Оптички изолатори се препоручују у ТДЛАС системима заснованим на влакнима или у конфигурацијама са значајном оптичком повратном рефлексијом. Они такође могу бити корисни у подешавањима слободног простора где постоје заостале рефлексије. Изолатор потискује оптичку повратну спрегу, спречавајући скакање режима, нестабилност фреквенције и флуктуације излазне снаге, чиме се обезбеђује стабилан рад ласера у једном моду и побољшана стабилност основне линије мерења.
П3: Зашто је ДФБ ласер преферирани извор светлости за ТДЛАС уместо ФП или ВЦСЕЛ ласера?
А3: ДФБ ласери, интегрисане Брегове решетке, обезбеђују стабилну једнофреквентну емисију уске линије са високим СМСР-ом (>35дБ) и подешавањем без скокова у режиму рада. За поређење, ФП ласери показују емисију у више уздужних модова и ограничену стабилност таласне дужине, док ВЦСЕЛ обично нуде ограничен опсег подешавања који можда неће у потпуности покрити потребне карактеристике апсорпције. Врхунска спектрална чистоћа и стабилност подешавања ДФБ ласера значајно побољшавају СНР детекције хармоника, што их чини пожељним извором светлости за високо прецизно ВМС-ТДЛАС (1ф/2ф) детекцију гаса.
П4: Које опције пакета су доступне за ТДЛАС ДФБ ласере?
А4: Два главна пакета:
①14-пински лептир пакет: Интегрише ТЕЦ, НТЦ термистор и фотодиоду за монитор, са опционим оптичким изолатором. Широко се користи у високо прецизним ТДЛАС системима са спрегнутим влакнима који захтевају прецизну стабилизацију температуре и снаге.
②ТО-кан (ТО5/ТО46): Компактно решење дизајнирано за конфигурације са слободним простором или колимираним излазом. Обично нема интегрисану ТЕЦ контролу и може захтевати спољну стабилизацију температуре. Погодан је за јефтине и минијатуризоване апликације за детекцију гаса отвореног пута.
-
