中红外激光吸收光谱技术测量低浓度一氧化氮

"基于中红外激光吸收光谱的低浓度一氧化氮测量" 本文详细探讨了使用中红外可调谐二极管激光吸收光谱技术来测量低浓度一氧化氮(NO)的方法。研究的核心在于利用中红外带间级联激光器(ICL)在1926 cm-1附近的强吸收谱线进行NO的检测。这一技术的优势在于能够提供高信噪比，从而准确测量低至十亿分之几的NO浓度。 中红外激光吸收光谱技术是一种非接触、无损的检测手段，特别适用于气体分子的精确分析。在这种技术中，激光光源发出特定波长的光，这个波长与待测气体分子的吸收谱线相匹配。当气体分子吸收这些特定波长的光时，会导致其内部能级的变化，从而可以通过检测光的吸收量来推断气体的浓度。 在这个实验中，研究人员选择了1926 cm-1附近的一段谱线，因为这里的NO吸收谱线强度较高，能够提供更好的信号。他们利用ICL进行波长调制，通过改变激光器的调制电流，分析了不同调制电流下，体积分数在0.46×10-4至1.31×10-4范围内的NO气体的测量结果和信噪比。 通过对调制电流的调整，实验结果显示，当调制电流设定为11毫安时，可以得到最佳的信噪比。这表明，在这种条件下，测量系统对NO的检测最灵敏，能有效地抑制背景噪声，提高测量的精度。进一步的测试表明，对于体积分数在0.5×10-5至2.0×10-5的NO，即使在更低的浓度范围内，该方法仍能保持较高的信噪比，确保了测量的可靠性。 关键词“光谱学”涉及的是通过分析物质对光的吸收、发射或散射来研究其特性的科学。在本研究中，光谱学用于识别和测量NO分子。而“浓度测量”是确定溶液或气体中特定成分含量的过程，这里是指测量NO的浓度。“中红外激光”指的是在中红外光谱区域工作的激光源，这个波段的光能够穿透某些材料并被特定气体吸收，适合气体分析。“一氧化氮”是研究的气体分子，广泛存在于大气环境和生物系统中，其测量对于环境监控和医疗研究至关重要。“可调谐二极管激光吸收光谱”是一种先进的气体检测技术，通过改变二极管激光的波长来匹配气体的吸收谱线。“信噪比”是衡量信号强度与噪声强度比例的指标，高的信噪比意味着测量结果更可靠。 这项研究为低浓度一氧化氮的测量提供了新的方法，对于环境科学、医学以及工业过程控制等领域有着重要的应用价值。通过优化激光调制参数，可以实现对极低浓度NO的精确探测，这对于理解和监测大气污染、呼吸道疾病以及燃烧过程中的NO排放等具有重要意义。