紅外激光光譜：痕量氣體檢測，用QCL確實香

來,大家跟小編一起,先深吸一口氣。好了,問題來了。請問剛剛我們這一口,都吸了些啥進去?
只回答氧、二氧化碳的同學60分,額外給出氮、氬的同學80分,除此之外還能答出“氮氧化合物、碳氫化合物、硫化物和氯化物等痕量氣體"的,不多說,掌聲送給優秀的你!而回答“"的同學,嗯…今天可以下課了。
是的,“痕量氣體"就是這兒的知識點。化學上,如果一種物質在整體組成中含量在百萬分之一以下,那它將獲得一個高X格的名字:“痕量"。回到剛才那道拉分題, 除了氮、氧、氬、二氧化碳,還有一些總體僅占0．003%的其他氣體,都被統稱為“痕量氣體"。
痕量氣體檢測對于很多領域都有著非常重要的作用,比如大氣環境監測、工業過程監測、燃燒流場診斷、人體呼吸氣體檢測等等。而紅外光譜為分子的振動躍遷光譜,因此在檢測技術中,“紅外激光光譜法"是目前受到較多關注的主流方法之一。
不同于傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、非分散紅外光譜(NDIR)這些“紅外光譜"同門,紅外激光光譜配置的不是寬帶光源,而是高單色性的紅外激光。有著更高的光譜分辨率、可以實現長光程檢測、不需要額外分光部件,儀器能夠進一步小型化等等優點。
按波段來分的話,紅外激光光譜法主要涉及近紅外和中紅外兩個波段。相對于近紅外,中紅外波段是氣體分子基帶吸收光譜區,分子吸收線的強度比近紅外要大幾個量級。比如,CH4在3．3um處的吸收強度,是其在1．6um處的163倍,理論檢測下限可達0．9ppb/m。因此,它能夠實現痕量氣體的超高靈敏探測。在一些濃度較低或對靈敏度要求較高的污染源排放的氣體監測中,有很好的應用。