鎖相放大器在TDLAS技術中的應用
可調諧二極管激光吸收光譜分析(TDLAS)技術是一種能夠在工業(yè)應用中實現(xiàn)對氣體組分濃度和溫度場甚至速度場測量的檢測技術。TDLAS依據Beer-Lambert定律，當激光通過氣體分子介質時，只要激光的波長與任何一種分子的能級躍遷相等，一部分的光會被吸收。出射光強與入射光強的關系如下：
其中 α(cm-1) 為介質單位長度的吸收系數;L (cm)為有效吸收長度;N (cm-3)為單位體積內的分子數(即濃度);σ(cm-2)為分子的吸收截面，是波長的高斯函數。經過頻率調制后，且va/v0
由上式可看出分子對激光的吸收出現(xiàn)高階吸收成分，在信號檢測通路中采用鎖相放大技術來實現(xiàn)調制信號的二次諧波檢測，分別在1f、2f或3f頻率處檢相得到高斯函數的一階、二階或三階導數。
在這個激光鎖相系統(tǒng)中，最關鍵的部分是利用鎖相放大器同時實現(xiàn)被測氣體、參考氣體的兩路檢測，甚至需要實現(xiàn)被測氣體、參考氣體以及激光背景的三路檢測，OE1022具備的多路諧波測量功能可順利解決此問題，如右下圖為實際搭建的TDLAS系統(tǒng)的測量結果。
審核編輯 黃宇
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