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基于中红外分布反馈量子级联激光器的光声光谱技术用于痕量甲烷气体检测
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 分类:O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院半导体研究所,半导体材料科学重点实验室,北京100083, [2]清华大学物理系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(60736031); 国家(863计划)项目(2007AA03Z446 2009AA03Z403)资助
中文摘要:

由于工业监控和环境检测的需要,甲烷气体检测日益得到人们的关注。研究了基于中红外分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL)的光声光谱技术,并应用于痕量甲烷的检测。自主研发的DFB-QCL室温工作时的激射波长在7.6μm附近,覆盖了甲烷的特征吸收谱线1 316.83cm-1。待测甲烷气体充入亥姆霍兹光声谐振腔中,DFB-QCL的工作频率为234Hz、室温脉冲工作时峰值功率为80mW。中红外光经过甲烷吸收后,产生的声波信号经麦克风检测,由锁相放大器对信号进行采集并输入计算机进行处理。按信噪比为1计算,得到甲烷的探测极限为189nmol.mol-1。

英文摘要:

There have been considerable interests in methane detection based on infrared absorption spectroscopy for industrial and environment monitoring.The authors report on the realization of photoacoustic detection of methane(CH4) using mid-infrared distributed-feedback quantum cascade laser(DFB-QCL).The absorption line at 1 316.83 cm-1 was selected for CH4 detection,which can be reached by the self-manufactured DFB-QCL source operating in pulsed mode near 7.6 μm at room-temperature.The CH4 gas is filled to a Helmholtz resonant photoacoustic cell,which was equipped with a commercial electret microphone.The DFB-QCL was operated at 234 Hz with an 80 mW optical peak power.A detection limit of 189 parts per billion in volume was derived when the signal-to-noise ratio equaled 1.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642