基于中红外激光吸收光谱的痕量气体检测理论和技术研究

《基于中红外激光吸收光谱的痕量气体检测理论和技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级ＵＤＣ号１０４８６编博士学位论文基于中红外激光吸收光谱的痕量气体检测理论和技术研究研究生姓名：于亚军指导教师姓名：、职称易帆教授学科、专业名称：空间物理学研究方向：痕量气体检测二零一七年五月＊＇１Ｉ学位论文使用授权书一（式两份，此份交《中国博士学位论文全文数据库》期刊社存档）本论文作者完全了解学校关于保存、使用学位论文的管理办法及规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允

2、许论文被查阅和借阅，接受社会监督。本人授权武汉大学可以将本学位论文的部分或全部内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。—三年以后本论文提交□当年／□年／□两年／□，同意发布。若不选填则视为一年以后同意发布。注：保密学位论文，在解密后适用于本授权书。作者签名导师签名：蒌州＾年《月日武汉大学研究生学位论文作者信息论文题目、翁＿細＿獅嫩守雜丨辦余财祕娜如十姓名子学号答

3、辩日期年例（＞日论文级别博士ｓｆ硕士口院／系／所电機輪专业受雜勝联系电话Ｅｊｍａｉｌ通信地址邮编（备注：ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｈｐｙＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＴｒａｃｅＧａｓ－ＩｎｆｒａｒｅｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＭｉｄＬａｓｅｒＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＳｐ

4、ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙＤｏｃｔｏｒａｌＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｕｎＹｕｊＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＦａｎＹｉＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＳａｃｅＰｈｓｉｃｓｐｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｐａｃｅＰｈｙｓｉｃｓ，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｈｏｏｌ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＷｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ４３００７９Ｍａ２０１７ｙ，论文原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下

5、，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已发表或撰写的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者：（签名）ｙｎ年６月ｙ曰博士生自认为的论文创新点１．ＲｅｉｄａｎｄＬａｂｒｉｅ（１９８１）提出了气体吸收小于０．０５时，波长调制光谱的２／信号峰值＝最大所对应的最优调制深度ｍ２．２，我们在此基础上考虑了吸收为０．０１、０．１、０．５和１的四

6、种情况下的最优ｗ值２，并且对取／信号峰峰值时的调制深度进行了讨论。２．利用单个外腔式量子级联激光器和５７．６米密集光斑图样的多通气池在－１２８？１０５１２１１．８．６６ｃｍ的窄波数范围内同时测出了四种非ＣＣｈ的温室气体：ＨａＯ、ＨＤＯ、Ｎ２Ｏ和ＣＨ４。３．首次利用波长调制分离复用技术同时测出了ＮＯ和Ｎ〇２。首次单独利用Ｎ〇２在１１６３０．３３ｃｎｒ处的强吸收谱线进行Ｎ０２探测。基于中红外激光吸收光谱的痕量气体检测理论和技术研究摘要基于中红外激光器的吸

7、收光谱技术在痕量气体检测方面是一种很强大的探测手段，主要应用于环境监测、大气化学、工业过程分析和控制、医学诊断等领域。大量的痕量气体传感器己经被开发和证实，其主要得益于商业上可购买的高性能中红外激光器的最新发展和重要突破。中红外激光器主要包括二极管激光器、带间级联激光器－（ＩＣＬ）、量子级联激光器（ＱＣＬ）等，它们发射的波长能覆盖３１２ｐ范围，而该光“”谱区域被称为痕量气体的指纹区。因为痕量气体在环境大气中的浓度很低，吸收特征常常很微弱，因此设计的传感器需要具备灵敏并精准

8、地测量痕量气体的能力。在痕量气体传感器系统中，使用多通ＧＣ一）是气池（ＭＰ种常用的方法，通过增加气体吸收的有效光程来提高检测的灵敏一度。另种称为波长调制光谱（ＷＭＳ）的方法也广泛应用在痕量气体检测中。在ＷＭＳ技术中，将激光器的波长调制在较高的频率，这样会导致吸收谱线附近的透射光强受，，可以得到谐波信号Ｓ到调制然后将探测到的透射光强进行解调。通常提取ＷＭ的二次谐波（２）信号来表示吸收特征，／。因此将多通气池和波ＷＭＳ结合起来能够显著地提高探测气体