2.0 μm波段分布反馈激光器测CO2气体温度技术

"基于分布反馈激光器在2.0 μm波段对CO2气体温度的测量" 本文探讨了利用分布反馈激光器(DFB Laser)在2.0微米波段对二氧化碳(CO2)气体温度进行测量的技术。分布反馈激光器是一种能够产生特定波长激光的器件，其输出波长可以精确地调整到CO2气体的特征吸收谱线，从而实现对气体的光谱分析。在本研究中，通过扫描激光器的波长，观测CO2的两条特征谱线，进而获取气体的温度信息。 可调谐激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)是进行温度测量的基本原理。当激光束通过含CO2的气体样品时，特定波长的激光会被气体分子吸收，吸收的程度与气体的温度和浓度有关。通过对吸收谱线的分析，可以推算出气体的温度。 为了解决高温环境下吸收光谱的复杂性，文章提出了采用多线组合非线性最小二乘法来拟合高温吸收光谱的吸光度数据。这种方法能更准确地处理高温下的非线性吸收效应，提高温度测量的精度。 实验在常压静态高温炉中进行，设定温度范围为900 K至1200 K。实验结果显示，测量得到的温度值与热电偶测量值的温差在8%以内，显示出良好的一致性。此外，计算得到的CO2在5007.7874 cm-1吸收线强度与理论计算值的相对误差小于14%，进一步验证了该方法的可靠性。 这项工作为气体温度测量提供了新的途径，并为未来实现多参数的同时测量提供了参考。通过这种技术，可以广泛应用于环境监测、工业过程控制以及大气科学研究等领域，特别是在需要高精度、非接触式温度测量的情况下。 关键词：测量；可调谐二极管激光吸收光谱；温度测量；吸光度；分布反馈激光器；二氧化碳