TDLAS gaz algılama sistemlerinde DFB (Dağıtılmış Geri Bildirim) lazeri çekirdek ışık kaynağı olarak görev yapar. DFB lazerleri dar çizgi genişlikleri, tek boylamasına mod çıkışı, yüksek dalga boyu kararlılığı ve hassas ayarlanabilirlik ile karakterize edilir. Emisyon dalga boyları, hedef gazın absorpsiyon hattıyla doğru bir şekilde eşleştirilebilir ve absorpsiyon zirvesi boyunca tarama ve algılamayı mümkün kılmak için sıcaklık veya tahrik akımı yoluyla ince ayar yapılabilir; bu da onları endüstriyel gaz izleme, çevresel analiz ve bilimsel araştırma için ideal bir seçim haline getirir.
(1) DFB lazeri, hedef gaz emme hattına ayarlanmış dalga boyuna sahip tutarlı, tek modlu bir lazer ışını yayar.
(2) Lazer ışını, ölçülecek numuneyi içeren bir gaz hücresinden geçer.
(3) Gaz, lazer ışığının bir kısmını karakteristik dalga boyunda emer, geri kalan ışık ise iletilir.
(4) Bir fotodetektör iletilen veya yansıyan ışığı yakalayarak onu bir elektrik sinyaline dönüştürür.
(5) Sistem, Beer-Lambert yasasına göre gaz konsantrasyonunu hesaplamak için kilitleme tespiti, demodülasyon veya Fourier dönüşümü algoritmalarını kullanarak sinyali analiz eder.
|
Bileşen |
Fonksiyon Açıklaması |
|
DFB lazer |
Dar hat genişliğinde tek modlu bir lazer kaynağı sağlar. Emisyon dalga boyu, hedef gazın karakteristik absorpsiyon hattını taramak için sıcaklık kontrolü yoluyla ayarlanırken enjeksiyon akımı, dalga boyu modülasyon spektroskopisi (WMS) ölçümleri için yüksek frekansta modüle edilir. |
|
Gaz Hücresi |
Hedef gazı içeren ve absorpsiyon ölçümü için tanımlanmış bir optik yol uzunluğu sağlayan kapalı bir oda. İsteğe bağlı sıcaklık ve basınç kontrol modülleri ölçüm stabilitesini artırır ve çevresel değişimlerden kaynaklanan hataları azaltır. |
|
Fotodedektör (PD) |
Gazla etkileşime girdikten sonra optik sinyali sonraki amplifikasyon, demodülasyon ve konsantrasyon analizi için elektrik sinyaline dönüştürür. |
|
Işın Ayırıcı/Fiber Optik Bağlayıcı |
Işın ayırıcı, boş alanlı bir optik sistemle eşleşirken, fiber bağlaştırıcı, tamamen fiber bir kuruluma uyar. Lazeri referans ve ölçüm yollarına böler. Referans sinyali, lazer gücü dalgalanmalarını telafi etmek ve ölçüm doğruluğunu iyileştirmek için kullanılır (isteğe bağlı). |
|
Sinyal İşleme Sistemi |
Zayıf fotodedektör sinyallerini güçlendirir ve gaz absorpsiyon bilgisi elde etmek ve gaz konsantrasyonunu belirlemek için 1f/2f harmonik ekstraksiyonu da dahil olmak üzere dalga boyu modülasyon spektroskopisi (WMS) demodülasyonunu gerçekleştirir. |
|
Bilgisayar/Kontrol Sistemi |
Sistem kontrolü, parametre konfigürasyonu, veri toplama, sinyal işleme, konsantrasyon hesaplaması, veri depolama ve ölçüm sonuçlarının gerçek zamanlı görselleştirilmesini sağlar. |
760nm 10mW DFB Kelebek Lazer Diyot
1392nm 10mW DFB Kelebek Lazer Diyot
1683nm 10mW Fiber Bağlantılı Lazer
Yüksek güçlü 1653,7 nm 40 mW DFB Kelebek Lazer
1651nm DFB Fiber Bağlantılı Lazer Diyot
1625nm DFB BTF Lazer Diyot
1567nm DFB kelebek lazer diyot
1580nm DFB SM PM Lazer Diyot
S1: TDLAS'ta genellikle hangi dalga boyu DFB lazer kullanılır?
A1:
|
|
Gaz |
Dalga boyu(nm) |
|
1 |
CO2 |
1572.45 |
|
2 |
O2 |
760 |
|
3 |
CH4 |
1653 |
|
4 |
N2O |
1392/2257 |
|
5 |
CO |
1566 |
|
6 |
NH3 |
1512.2 |
|
7 |
SO2 |
7160 |
|
8 |
HAYIR |
1800/2650 |
|
9 |
H2S |
1574.5/1590 |
|
10 |
C3H8 |
3370 |
|
11 |
SF6 |
1576.3 |
|
12 |
C2H2 |
1531.64/1521 |
|
13 |
C2H4 |
1625.9 |
|
14 |
C2H6 |
1683.1 |
|
15 |
HCI |
1742 |
|
16 |
HF |
1278/1273 |
|
17 |
HCN |
1540 |
S2: DFB lazeri izolatör gerektiriyor mu?
Cevap2: Fiber tabanlı TDLAS sistemlerinde veya önemli optik geri yansımaya sahip konfigürasyonlarda optik izolatörler önerilir. Artık yansımaların mevcut olduğu boş alan kurulumlarında da faydalı olabilirler. İzolatör, optik geri beslemeyi bastırarak mod atlamasını, frekans kararsızlığını ve çıkış gücü dalgalanmalarını önler, böylece istikrarlı tek modlu lazer çalışması ve gelişmiş ölçüm temel çizgisi kararlılığı sağlar.
S3: TDLAS için neden FP veya VCSEL lazer yerine DFB lazer tercih edilen ışık kaynağıdır?
Cevap3: DFB lazerleri, entegre Bragg ızgaraları, yüksek SMSR (>35dB) ve mod atlamasız ayarlama ile kararlı tek frekanslı, dar hat genişliğinde emisyon sağlar. Buna karşılık, FP lazerler çok uzunlamasına modlu emisyon ve sınırlı dalga boyu kararlılığı sergilerken, VCSEL'ler tipik olarak gerekli soğurma özelliklerini tam olarak kapsamayabilecek kısıtlı bir ayar aralığı sunar. DFB lazerlerin üstün spektral saflığı ve ayar kararlılığı, harmonik algılama SNR'sini önemli ölçüde iyileştirerek onları yüksek hassasiyetli WMS-TDLAS (1f/2f) gaz algılama için tercih edilen ışık kaynağı haline getirir.
S4: TDLAS DFB lazerler için hangi paket seçenekleri mevcuttur?
Cevap4: İki ana paket:
①14 pinli Kelebek paketi: İsteğe bağlı bir optik izolatörle birlikte bir TEC, NTC termistörü ve monitör fotodiyotunu entegre eder. Hassas sıcaklık ve güç stabilizasyonu gerektiren yüksek hassasiyetli fiber bağlantılı TDLAS sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.
②TO-can (TO5/TO46): Boş alan veya paralelleştirilmiş çıkış konfigürasyonları için tasarlanmış kompakt bir çözüm. Tipik olarak entegre TEC kontrolünden yoksundur ve harici sıcaklık stabilizasyonu gerektirebilir. Maliyete duyarlı ve minyatürleştirilmiş açık yollu gaz algılama uygulamaları için uygundur.
-
