DFB lazeriai, skirti TDLAS dujų jutimo sistemoms

TDLAS dujų jutimo sistemose DFB (paskirstytasis grįžtamasis ryšys) lazeris naudojamas kaip pagrindinis šviesos šaltinis. DFB lazeriams būdingas siauras linijos plotis, vieno išilginio režimo išvestis, didelis bangos ilgio stabilumas ir tikslus derinimas. Jų emisijos bangos ilgį galima tiksliai suderinti su tikslinių dujų sugerties linija ir tiksliai sureguliuoti naudojant temperatūrą arba pavaros srovę, kad būtų galima nuskaityti ir aptikti absorbcijos piką, todėl jie yra idealus pasirinkimas pramoninių dujų stebėjimui, aplinkos analizei ir moksliniams tyrimams.

Principai

(1) DFB lazeris skleidžia nuoseklų vieno režimo lazerio spindulį, kurio bangos ilgis suderintas su tiksline dujų sugerties linija.

(2) Lazerio spindulys praeina per dujų kamerą, kurioje yra matuojamas mėginys.

(3) Dujos sugeria dalį lazerio šviesos jai būdingo bangos ilgio, o likusi šviesa yra perduodama.

(4) Fotodetektorius užfiksuoja sklindančią arba atspindėtą šviesą ir paverčia ją elektriniu signalu.

(5) Sistema analizuoja signalą naudodama blokavimo aptikimo, demoduliavimo arba Furjė transformacijos algoritmus, kad apskaičiuotų dujų koncentraciją pagal Beer-Lambert dėsnį.

TDLAS dujų jutimo sistemos blokinė schema

Pagrindinių komponentų funkcijos

Komponentas	Funkcijos aprašymas
DFB lazeris	Tiekia siauros linijos pločio vieno režimo lazerio šaltinį. Jo emisijos bangos ilgis reguliuojamas temperatūros valdikliu, kad būtų nuskaityta per būdingą tikslinių dujų sugerties liniją, o įpurškimo srovė moduliuojama aukštu dažniu bangos ilgio moduliacijos spektroskopijos (WMS) matavimams.
Dujų elementas	Sandariai uždaryta kamera, kurioje yra tikslinės dujos ir nustatytas optinio kelio ilgis absorbcijos matavimui. Pasirenkami temperatūros ir slėgio valdymo moduliai pagerina matavimo stabilumą ir sumažina paklaidas dėl aplinkos pokyčių.
Fotodetektorius (PD)	Po sąveikos su dujomis optinį signalą paverčia elektriniu signalu, skirtu tolesniam stiprinimui, demoduliacijai ir koncentracijos analizei.
Spindulio skirstytuvas / optinio pluošto jungtis	Spindulio skirstytuvas atitinka laisvos erdvės optinę sistemą, o skaidulų jungtis tinka viso pluošto sąrankai. Jis padalija lazerį į atskaitos ir matavimo kelius. Atskaitos signalas naudojamas lazerio galios svyravimams kompensuoti ir matavimo tikslumui pagerinti (pasirinktinai).
Signalų apdorojimo sistema	Stiprina silpnus fotodetektoriaus signalus ir atlieka bangos ilgio moduliacinės spektroskopijos (WMS) demoduliaciją, įskaitant 1f/2f harmonikų ekstrakciją, kad gautų informaciją apie dujų sugertį ir nustatytų dujų koncentraciją.
Kompiuteris / valdymo sistema	Teikia sistemos valdymą, parametrų konfigūravimą, duomenų gavimą, signalų apdorojimą, koncentracijos skaičiavimą, duomenų saugojimą ir matavimo rezultatų vizualizavimą realiu laiku.

Produktų sąrašas (Mūsų siūlomi produktai)

760 nm 10 mW DFB drugelio lazerinis diodas

1392nm 10mW DFB drugelio lazerinis diodas

1683 nm 10 mW šviesolaidinis lazeris

Didelės galios 1653,7 nm 40 mW DFB drugelis lazeris

1651 nm DFB pluoštu sujungtas lazerinis diodas

1625 nm DFB BTF lazerinis diodas

1567nm DFB drugelio lazerinis diodas

1580 nm DFB SM PM lazerinis diodas

Peržiūrėkite produktą

DUK

1 klausimas: kokio ilgio DFB lazeris paprastai naudojamas TDLAS?

A1:

	Dujos	Bangos ilgis (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	NE	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

2 klausimas: ar DFB lazeriui reikia izoliatoriaus?

A2: optinius izoliatorius rekomenduojama naudoti šviesolaidinėse TDLAS sistemose arba konfigūracijose, kuriose yra didelis optinis atgalinis atspindys. Jie taip pat gali būti naudingi laisvos erdvės sąrankose, kur yra liekamieji atspindžiai. Izoliatorius slopina optinį grįžtamąjį ryšį, užkertant kelią režimo šuoliui, dažnio nestabilumui ir išėjimo galios svyravimams, taip užtikrinant stabilų vieno režimo lazerio veikimą ir pagerintą matavimo bazinės linijos stabilumą.

3 klausimas: kodėl DFB lazeris yra tinkamiausias TDLAS šviesos šaltinis, o ne FP arba VCSEL lazeris?

A3: DFB lazeriai, integruotos Bragg gardelės užtikrina stabilų vieno dažnio, siauros linijos pločio spinduliavimą su dideliu SMSR (>35 dB) ir derinimu be režimų. Palyginimui, FP lazeriai pasižymi kelių išilginių režimų spinduliavimu ir ribotu bangos ilgio stabilumu, o VCSEL paprastai siūlo ribotą derinimo diapazoną, kuris gali ne visiškai padengti reikiamas sugerties savybes. Puikus DFB lazerių spektrinis grynumas ir derinimo stabilumas žymiai pagerina harmoninių aptikimo SNR, todėl jie yra tinkamiausias šviesos šaltinis didelio tikslumo WMS-TDLAS (1f/2f) dujų jutimui.

4 klausimas: kokios yra TDLAS DFB lazerių paketo parinktys?

A4: du pagrindiniai paketai:

①14 kontaktų „Butterfly“ paketas: integruotas TEC, NTC termistorius ir monitoriaus fotodiodas su pasirenkamu optiniu izoliatoriumi. Jis plačiai naudojamas didelio tikslumo pluoštu sujungtose TDLAS sistemose, kurioms reikalingas tikslus temperatūros ir galios stabilizavimas.

②TO-can (TO5/TO46): kompaktiškas sprendimas, skirtas laisvos erdvės arba kolimuoto išvesties konfigūracijoms. Paprastai jame nėra integruoto TEC valdymo ir gali prireikti išorinės temperatūros stabilizavimo. Jis tinka ekonomiškoms ir miniatiūrinėms atviro kelio dujų jutimo programoms.