Dalam sistem penderiaan gas TDLAS, laser DFB (Distributed Feedback) berfungsi sebagai sumber cahaya teras. Laser DFB dicirikan oleh lebar garis yang sempit, keluaran mod membujur tunggal, kestabilan panjang gelombang yang tinggi, dan kebolehtalakan yang tepat. Panjang gelombang pancaran mereka boleh dipadankan dengan tepat kepada garisan penyerapan gas sasaran dan diperhalusi melalui suhu atau arus pemacu untuk membolehkan pengimbasan dan pengesanan merentasi puncak penyerapan, menjadikannya pilihan ideal untuk pemantauan gas industri, analisis alam sekitar dan penyelidikan saintifik.
(1) Laser DFB memancarkan pancaran laser mod tunggal yang koheren dengan panjang gelombang yang ditala pada garisan penyerapan gas sasaran.
(2) Rasuk laser melalui sel gas yang mengandungi sampel yang akan diukur.
(3) Gas menyerap sebahagian daripada cahaya laser pada panjang gelombang cirinya, manakala cahaya yang tinggal dihantar.
(4) Pengesan foto menangkap cahaya yang dihantar atau dipantulkan, menukarkannya kepada isyarat elektrik.
(5) Sistem menganalisis isyarat menggunakan algoritma pengesanan kunci masuk, demodulasi atau transformasi Fourier untuk mengira kepekatan gas mengikut undang-undang Beer-Lambert.
|
Komponen |
Penerangan Fungsi |
|
Laser DFB |
Membekalkan sumber laser mod tunggal lebar talian sempit. Panjang gelombang pelepasannya ditala melalui kawalan suhu untuk mengimbas merentasi garis penyerapan ciri gas sasaran, manakala arus suntikan dimodulasi pada frekuensi tinggi untuk pengukuran spektroskopi modulasi panjang gelombang (WMS). |
|
Sel Gas |
Ruang tertutup yang mengandungi gas sasaran dan menyediakan panjang laluan optik yang ditentukan untuk pengukuran penyerapan. Modul kawalan suhu dan tekanan pilihan meningkatkan kestabilan pengukuran dan mengurangkan ralat yang disebabkan oleh variasi persekitaran. |
|
Pengesan foto (PD) |
Menukar isyarat optik selepas interaksi dengan gas menjadi isyarat elektrik untuk analisis penguatan, penyahmodulasian dan kepekatan seterusnya. |
|
Pemisah Rasuk/Peganding Gentian Optik |
Pembahagi rasuk sepadan dengan sistem optik ruang bebas, manakala pengganding gentian sesuai dengan persediaan semua gentian. Ia membahagikan laser kepada laluan rujukan dan pengukuran. Isyarat rujukan digunakan untuk mengimbangi turun naik kuasa laser dan meningkatkan ketepatan pengukuran (pilihan). |
|
Sistem Pemprosesan Isyarat |
Menguatkan isyarat pengesan foto yang lemah dan melakukan penyahmodulatan spektroskopi modulasi panjang gelombang (WMS), termasuk pengekstrakan harmonik 1f/2f, untuk mendapatkan maklumat penyerapan gas dan menentukan kepekatan gas. |
|
Komputer/ Sistem Kawalan |
Menyediakan kawalan sistem, konfigurasi parameter, pemerolehan data, pemprosesan isyarat, pengiraan kepekatan, penyimpanan data dan visualisasi masa nyata hasil pengukuran. |
760nm 10mW DFB Butterfly Laser Diod
1392nm 10mW DFB Butterfly Laser Diod
1683nm 10mW Fiber Coupled Laser
Laser Rama-rama DFB 1653.7nm 40mW berkuasa tinggi
Diod Laser Digandingkan Gentian DFB 1651nm
Diod Laser DFB BTF 1625nm
Diod laser rama-rama 1567nm DFB
1580nm DFB SM PM Laser Diod
S1: Apakah panjang gelombang laser DFB yang biasanya digunakan dalam TDLAS?
A1:
|
|
Gas |
Panjang gelombang(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 |
TIDAK |
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: Adakah laser DFB memerlukan pengasing?
A2: Pengasing optik disyorkan dalam sistem TDLAS berasaskan gentian atau dalam konfigurasi dengan pantulan belakang optik yang ketara. Ia juga mungkin bermanfaat dalam persediaan ruang kosong di mana pantulan sisa wujud. Pengasing menyekat maklum balas optik, menghalang mod melompat, ketidakstabilan frekuensi dan turun naik kuasa output, dengan itu memastikan operasi laser mod tunggal yang stabil dan kestabilan garis dasar pengukuran yang lebih baik.
S3: Mengapakah laser DFB menjadi sumber cahaya pilihan untuk TDLAS dan bukannya laser FP atau VCSEL?
A3: Laser DFB, grating Bragg bersepadu, memberikan frekuensi tunggal yang stabil, pelepasan lebar garis sempit dengan SMSR tinggi (>35dB) dan penalaan tanpa mod-hop. Sebagai perbandingan, laser FP mempamerkan pelepasan mod berbilang membujur dan kestabilan panjang gelombang terhad, manakala VCSEL biasanya menawarkan julat penalaan terhad yang mungkin tidak meliputi ciri penyerapan yang diperlukan sepenuhnya. Ketulenan spektrum yang unggul dan kestabilan penalaan laser DFB meningkatkan dengan ketara pengesanan harmonik SNR, menjadikannya sumber cahaya pilihan untuk penderiaan gas WMS-TDLAS (1f/2f) berketepatan tinggi.
S4: Apakah pilihan pakej yang tersedia untuk laser TDLAS DFB?
A4: Dua pakej arus perdana:
①Pakej Butterfly 14-pin: Mengintegrasikan TEC, termistor NTC dan fotodiod monitor, dengan pengasing optik pilihan. Ia digunakan secara meluas dalam sistem TDLAS berganding gentian berketepatan tinggi yang memerlukan penstabilan suhu dan kuasa yang tepat.
②TO-can (TO5/TO46): Penyelesaian padat yang direka untuk konfigurasi keluaran ruang kosong atau berkolima. Ia biasanya tidak mempunyai kawalan TEC bersepadu dan mungkin memerlukan penstabilan suhu luaran. Ia sesuai untuk aplikasi penderiaan gas laluan terbuka yang sensitif kos dan kecil.
-
