三角波调制下免标定气体浓度测量新法：实验验证与应用

本文主要探讨了基于三角波调制的免标定气体浓度测量方法的研究。在可调谐二极管激光吸收光谱技术中，波长调制是一种常用且重要的分析手段，其优点在于能够在各种复杂环境下保持高灵敏度。常规的波长调制技术，如正弦波调制，虽然应用广泛，但往往需要通过标定过程来准确地确定气体浓度。相比之下，三角波调制因其更高的频率变化率，理论上能提供更大的信号幅度，从而提升测量精度。 作者提出了一种新的免标定波长调制策略，针对分布反馈激光器在三角波调制下的频率响应特性进行了深入研究。他们构建了一个理论模型，该模型能够描述激光器在三角波调制下的频率响应规律，这在以往的研究中是少见的。通过实验验证，使用该频率响应关系式，可以得到标准气体信号的拟合结果具有较高的精度，标准具信号的相对残差小于0.4%，而一次谐波归一化二次谐波信号的拟合结果相对残差更低，仅1.2%。这些结果强有力地证明了基于三角波调制的免标定方法的有效性和实用性。 这项研究的意义在于，它不仅简化了气体浓度测量的过程，减少了对外部标定设备的依赖，而且提高了测量的实时性和稳定性。通过实测CH4气体浓度，作者成功地实现了基于三角波调制的免标定测量，这对于工业过程控制、环保监测等领域有着显著的优势，因为它降低了操作成本并提高了数据处理的自动化程度。 这篇文章为光谱学领域提供了一种创新的气体浓度测量技术，特别是对于那些对快速、精确且无需繁琐标定要求的应用场景，具有很高的实用价值。未来的研究可能进一步优化该模型，提高其适用性，并探索更多种类的气体检测。