可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù) TDLAS

可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜法（TDLAS），是利用半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)調(diào)諧特性和待測(cè)氣體對(duì)激光的選擇性吸收進(jìn)行氣體濃度檢測(cè)的一種技術(shù)。具有高靈敏度、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多組分同時(shí)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。其原理是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器在驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)制下，發(fā)射出特定波長(zhǎng)的激光，隨著注入周期性電流的調(diào)制，激光波長(zhǎng)產(chǎn)生周期性變化，使激光中心波長(zhǎng)調(diào)節(jié)到待測(cè)氣體的吸收譜線，發(fā)生選擇性吸收，再利用經(jīng)過(guò)氣體吸收得到的光譜強(qiáng)度信號(hào)反演出待測(cè)氣體的濃度。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的高單色性，可以利用待測(cè)氣體分子的一條孤立的吸收譜線進(jìn)行測(cè)量，避免了不同分子光譜的交叉干擾，從而準(zhǔn)確的鑒別出待測(cè)氣體。

TDLAS檢測(cè)的是激光穿過(guò)被測(cè)氣體通道上的分子數(shù)，獲得的氣體濃度是整個(gè)通道的平均濃度。TDLAS的氣體濃度定量計(jì)算是以Beer-Lambert定律為基礎(chǔ)，Beer-Lambert定律指出了光吸收與光穿過(guò)被檢測(cè)物質(zhì)之間的關(guān)系，當(dāng)一束頻率為V的光束穿過(guò)吸收物質(zhì)后，在光束穿過(guò)被測(cè)氣體的光強(qiáng)變化為：

I(v)=I0(v)exp[-σ(v)CL]

I(v)：光束穿過(guò)被測(cè)氣體的透射光強(qiáng)度
I0(v)：入射光強(qiáng)度
σ(v)：被測(cè)氣體分子吸收截面
C：被測(cè)氣體的濃度
L：光程

因此，可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來(lái)測(cè)量氣體的濃度。

1. 高選擇性，高分辨率的光譜技術(shù)，由于分子光譜的“指紋”特征，它不受其它氣體的干擾。這一特性與其它方法相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2. 它是一種對(duì)所有在紅外有吸收的活躍分子都有效的通用技術(shù)，同樣的儀器可以方便的改成測(cè)量其它組分的儀器，只需要改變激光器和標(biāo)準(zhǔn)氣。由于這個(gè)特點(diǎn)，很容易就能將其改成同時(shí)測(cè)量多組分的儀器。

3. 它具有速度快，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。在不失靈敏度的情況下，其時(shí)間分辨率可以在ms量級(jí)。應(yīng)用該技術(shù)的主要領(lǐng)域有：分子光譜研究、工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)控制、燃燒過(guò)程診斷分析、發(fā)動(dòng)機(jī)效率和機(jī)動(dòng)車尾氣測(cè)量、爆炸檢測(cè)、大氣中痕量污染氣體監(jiān)測(cè)等。