免标定气体浓度测量：波数漂移修正算法在固定点波长调制技术中的应用

"本文介绍了一种基于波数漂移修正算法的免标定固定点波长调制技术，用于解决分布反馈式激光器在长期运行中出现的出光中心波数漂移问题，以提高气体浓度测量的准确性。通过选择特定吸收谱线，如CO2在4958.9674 cm^-1处的谱线，验证了该方法的有效性。实验结果显示，修正算法能有效克服波数漂移带来的测量误差，提高气体浓度测量的精度。该研究主要涉及光谱学、固定点波长调制、免标定测量以及漂移修正算法等领域。" 文章详细内容： 分布反馈式激光器(Distributed Feedback Lasers, DFB)在众多气体检测应用中被广泛使用，由于其在长时间运行过程中，激光器的出光中心波数可能会发生漂移，这直接影响到使用固定点波长调制(Fixed-Point Wavelength Modulation, FPWM)技术进行气体浓度测量的准确性。FPWM技术是一种利用特定吸收谱线来精确测量气体浓度的方法，但在波长漂移的情况下，测量结果会出现偏差。 为了克服这一问题，研究者提出了一种创新的波数漂移修正算法，结合免标定测量技术，能够在不进行额外标定的情况下修正激光器的波长漂移，从而提高气体浓度测量的精度。这种算法的关键在于实时监测和校正激光器的出光中心波数，确保测量始终基于准确的吸收峰位置。 实验中，研究人员选择了二氧化碳(CO2)在4958.9674 cm^-1的吸收谱线作为测试对象。通过对CO2气体浓度的测量，验证了波数漂移修正算法的有效性。实验结果显示，该算法成功地抵消了出光中心波数漂移的影响，显著提高了气体浓度测量的准确性。这一成果对于气体检测领域，尤其是环境监测、工业安全和气候变化研究等方面具有重要意义，因为它提供了更稳定、可靠的测量手段，无需频繁进行标定操作。 该研究不仅在技术上解决了DFB激光器的波长漂移问题，而且为其他类似的激光传感器提供了参考，可以预见，这种波数漂移修正算法将被广泛应用于各种气体浓度测量系统，提高其长期稳定性和测量精度。此外，免标定特性降低了系统的维护成本，使得该技术在实际应用中更具优势。