【摘要】：调制光谱检测技术是一种被广泛应用可以获得较高检测灵敏度的DLAS技术。它通过快速调制激光频率使其扫过被测气体吸收谱线的一定频率范围，然后采用相敏检测技术测量被气体吸收后透射谱线中的谐波分量来分析气体的吸收情况。调制光谱技术通过高频调制来显著降低激光器噪声对测量的影响，同时可以通过给PSD设置较大的时间常数来获得很窄带宽的带通滤波器，从而有效压缩噪声带宽。图5.6高分辨率气体“单线吸收光谱”信号波形示意图
调制光谱检测技术是一种被广泛应用可以获得较高检测灵敏度的DLAS技术。它通过快速调制激光频率使其扫过被测气体吸收谱线的一定频率范围，然后采用相敏检测技术测量被气体吸收后透射谱线中的谐波分量来分析气体的吸收情况。调制类方案有外调制和内调制两种，外调制方案通过在半导体激光器外使用电光调制器等来实现激光频率的调制，内调制方案则通过直接改变半导体激光器的注入工作电流来实现激光频率的调制。由于使用的方便性，内调制方案得到更为广泛的应用。下面简单描述其测量原理。
在激光频率
扫描过气体吸收谱线的同时，以一较高频率正弦工作电流调制激光频率，瞬时激光频率v（t）可以表示为：
式中 
——激光频率的低频扫描频率；
a——正弦调制产生的频率变化幅度；
ω——正弦调制频率。
透射光强可以被表达为下述Fourier级数的形式：(www.xing528.com)
令θ=ωt，则可按式（5.7）获得n阶Fourier谐波分量：
每个谐波分量与气体浓度X近似成正比，谐波分量
可以使用相敏探测器（PSD）来检测。调制光谱技术通过高频调制来显著降低激光器噪声对测量的影响，同时可以通过给PSD设置较大的时间常数来获得很窄带宽的带通滤波器，从而有效压缩噪声带宽。因此，调制光谱技术可以获得较好的检测灵敏度。图5.6是高分辨率气体“单线吸收光谱”信号波形示意图。
图5.6 高分辨率气体“单线吸收光谱”信号波形示意图
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