通用参数
实验仪器
1、7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器
QCL7400 - 7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的台低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围,输出功率大于25mw满足客户测试气体传感等工业需求。
我们的激光器准直输出输出功率稳定,温度波长稳定性*比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了最佳的测试光源。
光谱图
2、中空光纤式气体吸收池
HC-5-FC-SMA中空光纤式气体吸收池包括光学窗口、光纤端口和气体端口。通过其中两个模块,您可以将中空光纤转化为台式气体吸收池,用于吸收光谱或基准波长应用,只需更换不同路径长度的光纤即可。
3、2-15um碲镉汞(MCT)中红外光电探测器,带放大,带TEC
MCT-15-4TE放大探测器是一种热电冷却光电导HgCdTe(碲镉汞,MCT)探测器。这种材料对2.0到15 μm的中红外光谱波段光波敏感。半导体制冷片(TEC)采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30 °C,从而将热变化对输出信号的影响最小化。为了获得最佳效果,我们推荐将输出电缆(不附带)与一个50欧姆的终端连接。由于探测器是AC偶合的,因此它需要一个脉冲或斩波输入信号。 交流耦合探测器不会看到未斩波的直流信号,因为它们对只对强度变化而不是强度的绝对值敏感。三、实验测试 本次实验使用7.4um QCL激光器结合空心光纤气体吸收池测试空气中的H2O气体。
系统示意图
操作步骤:
1、安装7.4umQCL激光器,准直输出到空芯光纤气室的一端
2、空芯光纤气室的另一端接入MCT探测器
3、用BNC转SMA线连接探测器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端
4、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模拟输出端
5、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT触发端
6、 打开激光器和探测器
7、 调节软件参数,在示波器上观察二次谐波信号波形、幅值等信息
过程分析:
利用电脑端的控制软件调节电流和温度的大小对波长进行调谐,使激光器实现一定波长范围的扫描,使输出波长覆盖气体的吸收峰,锁相放大器提供高频正弦调制信号,使激光器输出频率得到正弦调制,激光器发出的光经过气体吸收池,通过探测器进入PREAMP端前置放大电路,再经过锁相放大器调制解调,通过DAC OUT 模拟输出端到示波器通道2,显示二次谐波的信号。整个过程中,我们通过调节软件中的各项参数,同时观察输出波形,使输出波形*。
四、实验结果
1、二次谐波波形及调制参数如下:
2、验证分析:通过查询Hitran数据库得到在波数为1354cm-1到1356cm-1范围内的吸收谱线如下:
吸收峰波长约为7.381um,通过对比二次谐波幅值信息,与数据库相符合,由此验证是H2O气体。
3、实验结论:通过测试,我们发现使用这套测试系统分析空气中的H2O气体时,二次谐波幅值可达872mV,说明这套测试系统精度很高。
产品清单:
# | 名称 | 描述 | 数量 |
1 | 7.4um中红外量子级联激光器 | 峰值工作波长7.4um,输出功率5mW,光谱宽度<1MHz, 输出隔离度30dB,台式规格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm | 1 |
2 | 中空光纤式气体吸收池 | 极其简单和稳固的对齐方式,波长范围:紫外到长波红外, 光程范围:0.1至5m,低样品量:<10mL,体积小巧;灵活布局 | 1 |
3 | 2-15um碲镉汞(MCT)中红外光电探测器 | 响应波长范围2-15um,光敏面大小2x2mm,工作带宽10Hz-14MHz | 1 |
4 | U盘 | 含操作软件,产品操作手册 | 1 |