Λέιζερ DFB για συστήματα ανίχνευσης αερίων TDLAS

Στα συστήματα ανίχνευσης αερίων TDLAS, το λέιζερ DFB (Distributed Feedback) χρησιμεύει ως πηγή φωτός πυρήνα. Τα λέιζερ DFB χαρακτηρίζονται από στενά πλάτη γραμμής, έξοδο μονής διαμήκους λειτουργίας, σταθερότητα υψηλού μήκους κύματος και ακριβή συντονισμό. Το μήκος κύματος εκπομπής τους μπορεί να προσαρμοστεί με ακρίβεια στη γραμμή απορρόφησης του αερίου στόχου και να ρυθμιστεί με ακρίβεια μέσω θερμοκρασίας ή ρεύματος κίνησης για να επιτρέψει τη σάρωση και την ανίχνευση σε όλη την κορυφή απορρόφησης, καθιστώντας τα ιδανική επιλογή για παρακολούθηση βιομηχανικού αερίου, περιβαλλοντική ανάλυση και επιστημονική έρευνα.

Αρχές

(1) Το λέιζερ DFB εκπέμπει μια συνεκτική δέσμη λέιζερ μονής λειτουργίας με μήκος κύματος συντονισμένο στη γραμμή απορρόφησης αερίου στόχου.

(2) Η δέσμη λέιζερ διέρχεται από μια κυψέλη αερίου που περιέχει το προς μέτρηση δείγμα.

(3) Το αέριο απορροφά μέρος του φωτός λέιζερ στο χαρακτηριστικό του μήκος κύματος, ενώ το υπόλοιπο φως μεταδίδεται.

(4) Ένας φωτοανιχνευτής συλλαμβάνει το εκπεμπόμενο ή ανακλώμενο φως, μετατρέποντάς το σε ηλεκτρικό σήμα.

(5) Το σύστημα αναλύει το σήμα χρησιμοποιώντας αλγόριθμους εντοπισμού κλειδώματος, αποδιαμόρφωσης ή μετασχηματισμού Fourier για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης αερίου σύμφωνα με το νόμο Beer-Lambert.

Μπλοκ διάγραμμα συστήματος ανίχνευσης αερίου TDLAS

Λειτουργίες βασικών στοιχείων

Συστατικό	Περιγραφή Λειτουργίας
Λέιζερ DFB	Παρέχει μια πηγή λέιζερ μονής λειτουργίας στενού πλάτους γραμμής. Το μήκος κύματος εκπομπής του ρυθμίζεται μέσω ελέγχου θερμοκρασίας για σάρωση κατά μήκος της χαρακτηριστικής γραμμής απορρόφησης του αερίου στόχου, ενώ το ρεύμα έγχυσης διαμορφώνεται σε υψηλή συχνότητα για μετρήσεις με φασματοσκοπία διαμόρφωσης μήκους κύματος (WMS).
Κυψέλη αερίου	Ένας σφραγισμένος θάλαμος που περιέχει το αέριο στόχο και παρέχει ένα καθορισμένο μήκος οπτικής διαδρομής για τη μέτρηση της απορρόφησης. Οι προαιρετικές μονάδες ελέγχου θερμοκρασίας και πίεσης βελτιώνουν τη σταθερότητα της μέτρησης και μειώνουν τα σφάλματα που προκαλούνται από περιβαλλοντικές διακυμάνσεις.
Φωτοανιχνευτής (PD)	Μετατρέπει το οπτικό σήμα μετά την αλληλεπίδραση με το αέριο σε ηλεκτρικό σήμα για επακόλουθη ενίσχυση, αποδιαμόρφωση και ανάλυση συγκέντρωσης.
Διαιρέτης δέσμης/Σύνδεσμος οπτικών ινών	Ο διαχωριστής δέσμης ταιριάζει με ένα οπτικό σύστημα ελεύθερου χώρου, ενώ ο συζεύκτης ινών ταιριάζει σε μια διάταξη όλων των ινών. Διαχωρίζει το λέιζερ σε διαδρομές αναφοράς και μέτρησης. Το σήμα αναφοράς χρησιμοποιείται για να αντισταθμίσει τις διακυμάνσεις ισχύος λέιζερ και να βελτιώσει την ακρίβεια μέτρησης (προαιρετικό).
Σύστημα Επεξεργασίας Σήματος	Ενισχύει τα αδύναμα σήματα φωτοανιχνευτών και εκτελεί αποδιαμόρφωση με φασματοσκοπία διαμόρφωσης μήκους κύματος (WMS), συμπεριλαμβανομένης της αρμονικής εξαγωγής 1f/2f, για τη λήψη πληροφοριών απορρόφησης αερίου και τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης αερίου.
Υπολογιστής/Σύστημα Ελέγχου	Παρέχει έλεγχο συστήματος, διαμόρφωση παραμέτρων, λήψη δεδομένων, επεξεργασία σήματος, υπολογισμό συγκέντρωσης, αποθήκευση δεδομένων και οπτικοποίηση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο.

Λίστα προϊόντων (Προϊόντα που προσφέρουμε)

760nm 10mW DFB Butterfly Diode Laser

1392nm 10mW DFB Butterfly Diode Laser

1683 nm 10 mW σύζευξη ινών λέιζερ

Λέιζερ πεταλούδας DFB υψηλής ισχύος 1653,7 nm 40 mW

Δίοδος λέιζερ συζευγμένης με ίνες DFB 1651 nm

Δίοδος λέιζερ 1625nm DFB BTF

Δίοδος λέιζερ πεταλούδας DFB 1567 nm

Δίοδος λέιζερ 1580nm DFB SM PM

Δείτε το προϊόν

FAQ

Ε1: Ποιο μήκος κύματος λέιζερ DFB χρησιμοποιείται συνήθως στο TDLAS;

A1:

	Αέριο	Μήκος κύματος (nm)
1	CO2	1572.45
2	Ο2	760
3	CH4	1653
4	N2O	1392/2257
5	CO	1566
6	NH3	1512.2
7	SO2	7160
8	ΟΧΙ	1800/2650
9	H2S	1574.5/1590
10	C3H8	3370
11	SF6	1576.3
12	C2H2	1531.64/1521
13	C2H4	1625.9
14	C2H6	1683.1
15	HCI	1742
16	HF	1278/1273
17	HCN	1540

Ε2: Απαιτεί το λέιζερ DFB απομονωτή;

A2: Συνιστώνται οπτικοί απομονωτές σε συστήματα TDLAS που βασίζονται σε ίνες ή σε διαμορφώσεις με σημαντική οπτική ανάκλαση. Μπορεί επίσης να είναι ευεργετικά σε ρυθμίσεις ελεύθερου χώρου όπου υπάρχουν υπολειπόμενες αντανακλάσεις. Ο απομονωτής καταστέλλει την οπτική ανάδραση, αποτρέποντας την αναπήδηση λειτουργίας, την αστάθεια συχνότητας και τις διακυμάνσεις της ισχύος εξόδου, εξασφαλίζοντας έτσι σταθερή λειτουργία λέιζερ μονής λειτουργίας και βελτιωμένη σταθερότητα στη γραμμή βάσης μέτρησης.

Ε3: Γιατί το λέιζερ DFB είναι η προτιμώμενη πηγή φωτός για το TDLAS αντί για το λέιζερ FP ή VCSEL;

A3: Λέιζερ DFB, ενσωματωμένες σχάρες Bragg, παρέχουν σταθερή εκπομπή μονής συχνότητας, στενού πλάτους γραμμής με υψηλό SMSR (>35dB) και συντονισμό χωρίς αναπήδηση. Συγκριτικά, τα λέιζερ FP παρουσιάζουν εκπομπή πολλαπλού διαμήκους τρόπου λειτουργίας και περιορισμένη σταθερότητα μήκους κύματος, ενώ τα VCSEL συνήθως προσφέρουν περιορισμένο εύρος συντονισμού που μπορεί να μην καλύπτει πλήρως τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά απορρόφησης. Η ανώτερη φασματική καθαρότητα και η σταθερότητα συντονισμού των λέιζερ DFB βελτιώνουν σημαντικά την αρμονική ανίχνευση SNR, καθιστώντας τα την προτιμώμενη πηγή φωτός για ανίχνευση αερίου υψηλής ακρίβειας WMS-TDLAS (1f/2f).

Ε4: Ποιες επιλογές πακέτου είναι διαθέσιμες για τα λέιζερ TDLAS DFB;

A4: Δύο κύρια πακέτα:

① Πακέτο Butterfly 14 ακίδων: Ενσωματώνει θερμίστορ TEC, NTC και φωτοδίοδο οθόνης, με προαιρετικό οπτικό απομονωτή. Χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα TDLAS με σύζευξη ινών υψηλής ακρίβειας που απαιτούν ακριβή σταθεροποίηση θερμοκρασίας και ισχύος.

②TO-can (TO5/TO46): Μια συμπαγής λύση σχεδιασμένη για διαμορφώσεις εξόδου ελεύθερου χώρου ή ευθυγραμμισμένες. Συνήθως στερείται ενσωματωμένου ελέγχου TEC και μπορεί να απαιτεί εξωτερική σταθεροποίηση θερμοκρασίας. Είναι κατάλληλο για ευαίσθητες στο κόστος και μικροσκοπικές εφαρμογές ανίχνευσης αερίων ανοιχτής διαδρομής.