عالية السرعة متعددة رصد الغاز

مقدمة

مشط مزدوج الطيف هو تقنية قوية ، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف التطبيقات العملية . وهي تؤدي دورا حيويا في الرصد البيئي ، ومراقبة العمليات الصناعية ، ودراسات الغلاف الجوي ، وتحليل الاحتراق والعديد من المجالات الأخرى . من خلال قياس التفاعل بين جزيئات الضوء و جزيئات الغاز ، التحليل الطيفي يوفر نظرة ثاقبة في تكوين وتركيز الغاز وغيرها من الخصائص .

أساليب واسعة النطاق ، مثل تحويل فورييه الطيف ، وعادة ما تستخدم في الغاز الطيف . تحويل فورييه الطيفي يستخدم التداخل لقياس العلاقة بين شدة الضوء و الطول الموجي . هذا الأسلوب يمكن التقاط كل الطيف في وقت واحد ، وبالتالي يمكن تحليل العديد من الغازات في قياس واحد .

التحدي الرئيسي : تأخير المسح الضوئي في تحويل فورييه الطيفي

تحويل فورييه الطيفي التقليدية تواجه تحديات في تحقيق ارتفاع القرار وسرعة تحديث قيم . القرار الطيفية محدودة بسبب اختلاف طول الذراع من التداخل ، والتي قد تتطلب عملية تأخير مسار بصري الفرق . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن آلية المسح الضوئي الميكانيكية المستخدمة في تحويل فورييه الطيفي عادة ما تكون محدودة في السرعة والحساسية والموثوقية . هذه القيود تعزز الحاجة إلى أساليب بديلة للتغلب على هذه التحديات وتوفير أداء أعلى في تطبيقات الطيف الغاز .

مشط مزدوج الطيف

مشط مزدوج الطيف هو تقنية ممتازة .ممتازعالية الدقة الغاز الطيف مع سرعة تحديث قيم تتحقق . على عكس التقليدية طريقة طيفية ، مشط مزدوج الطيف لا تعتمد على المسح الضوئي الميكانيكية أو أجزاء متحركة . بدلا من ذلك ، فإنه يستخدم اثنين من التحكم بدقة تردد مشط لإنتاج مستقرة ومتماسكة نمط التدخل الوقت ، والتي يمكن استخراج المعلومات الطيفية من بسيطة تحويل فورييه .

وبالإضافة إلى ذلك ، مشط مزدوج الطيف يوفر معدل التحديث السريع ، مما يسمح في الوقت الحقيقي والرصد المستمر لعينات الغاز . باستخدام بسيطة الضوئي ، كامل الطيف الغاز يمكن التقاطها بسرعة دون الحاجة إلى المسح الضوئي الميكانيكية ، وارتفاع سرعة الحصول على البيانات يمكن أن تتحقق . هذا معدل التحديث السريع هو قيمة خاصة في الوقت الحقيقي قياس الغاز الحيوي وتحليل عملية مراقبة التطبيقات .

الرسم البياني من تأخير المسح الضوئي المعلمات في THz - المواد الصلبة الذائبة نظام يقودها تجويف واحد مزدوج مشط الليزر . تأخير المسح الضوئي مع طول 1 / frep يتكرر كل 1 / deltafrep ، التي قدمها detuning deltafrep

مشط مزدوج الطيف باستخدام تجويف واحد مزدوج مشط ليزر

في مجال التحليل الطيفي المزدوج مشط ، مشط الليزر تجويف واحد مزدوج يوفر طريقة خاصة لتحقيق ارتفاع القرار تحليل الغاز . ومع ذلك ، في غرفة واحدة التكوين ، لأن اثنين من مشط البصرية عادة ما تعمل بحرية ، التماسك بينهما محدودة ، مما يشكل تحديا مشتركا .

لمواجهة هذا التحدي ، واثنين من الاستراتيجيات الرئيسية المعتمدة : قياس سريع أو إجراء مزيد من الخطوات العملية لتحقيق الاتساق على المدى الطويل متوسط . في حالة قياس سريع ، يجب الحصول على البيانات في سرعة عالية من أجل الحصول على المعلومات المطلوبة في وقت محدود من الاتساق . هذا الأسلوب يسمح في الوقت الحقيقي تحليل عينات الغاز ، ولكن قد تحد من بعض التطبيقات .

بدلا من ذلك ، في تجويف واحد مزدوج مشط الطيف الضوئي ، على المدى الطويل الاتساق في المتوسط يمكن أن يتحقق من خلال معالجة إضافية الخطوات . طريقة واحدة هي إدخال مساعدة موجة مستمرة ( CW ) ليزر لتتبع التغيرات في المرحلة النسبية بين مشط البصرية . مساعدة ليزر يوفر إشارة إلى الاتساق في المتوسط ، ويمكن تحقيق الاستقرار على المدى الطويل قياس دون تثبيت خارجي المعدات الالكترونية .

تقنية أخرى هي أن مشط البصرية يمكن أن تعمل مع ارتفاع معدل تكرار الفرق ، وبالتالي تحقيق الاتساق الذاتي النسبي المرحلة البصرية العينات . في هذه الحالة ، يمكن الحصول على نتائج قياس مشط خط القرار في قياس الوقت غير محدود . هذه الطريقة لا تحتاج إلى تثبيت الأجهزة الإلكترونية ، ولكن أيضا يمكن تحقيق دقة تحليل الغاز .

كل من هذه الاستراتيجيات تعزيز قدرة تجويف واحد مزدوج مشط البصرية الطيفي ، مما يجعل من الممكن لقياس الغاز عالية الدقة في وقت طويل . واحد تجويف مزدوج مشط ليزر يمكن الحصول على نتائج القياس من مشط خط القرار دون الاعتماد على استقرار المعدات الالكترونية .

مزايا K2 فوتونيكس في ارتفاع القرار تحويل فورييه الطيفي

• مسح سريع

تجويف واحد مزدوج مشط ليزر عالية الدقة قياس ممتازة مع معدل التحديث ، مع سرعة تصل إلى 100 كيلو هرتز ، أو حتى ما يقرب من 1 ميغاهيرتز في ظروف خاصة .

• دقة عالية

مشط مزدوج الطيف يوفر أعلى قياس القرار ، ويمكن أن تأخذ عينات دقيقة من خصائص امتصاص الغاز . باستخدام نظام k2-1000 ، ممتاز 1 غيغاهرتز القرار يمكن أن تتحقق ، والتي هي مناسبة جدا في حالة الهواء المحيط الغاز الاستشعار .

• حجم صغير

لا حاجة طويلة ومعقدة الميكانيكية خط التأخير ، الذي يبسط إلى حد كبير تنفيذ عالية الأداء تحويل فورييه الطيف الإعداد .

• حساسية عالية

mode-locked ليزر الحالة الصلبة يمكن أن تنتج الليزر مع انخفاض الضوضاء ( رين والتوقيت ) في الترددات العالية ، والتي يمكن تحقيق حساسية عالية ، والحد من الضوضاء .