Когерентная амплитудная модуляция в лазерном газосенсоре.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No4/111-115Ключевые слова:
лазер, газовый сенсор, низкие частоты, фотодиод, аммиакАннотация
Статья посвящена актуальной теме науки и техники – определению вида и концентрации газа использованием лазера. При близких значениях интенсивности лазерного излучения зеленого цвета и напряжения смещения фотодиода получены интерференционные картины временного ряда выходного сигнала фотодиода. Степень когерентности (более чем ~0,1) позволил различить виды газов и их концентрации. Когерентность сигналов контролировалась значениями девиации Аллана. Новизной метода исследования является выбор в качестве основной частоты модуляции гармонику электрической сети. Показано, что функции корреляций и соответствующие спектры мощности чувствительны к низкочастотным флуктуациям молекул и их сгустков. Это позволяет использовать результаты и методику настоящей работы в конкретных случаях вместо крупногабаритных и дорогостоящих комплексов оптических приборов при комнатных значениях давлении и температуры.
Библиографические ссылки
Gong W., Hu, J., Wang Z., Wei Y., Li Y., Zhang T., Zhang Q., Liu T., Ning Y., Zhang W., Grattan K.T.V. Recent advances in laser gas sensors for applications to safety monitoring in intelligent coal mines. Frontiers in Physics, 2022, Vol.10, pp. 1058475. doi: 10.3389/fphy.2022.1058475
Shin, Wonjun Hong, Seongbin Jeong, Yujeong Jung, Gyuweon Park, Jinwoo Kim, Donghee Choi, Kangwook Shin, Hunhee Koo, Ryun-Han Kim, Jae-Joon Lee, Jong-Ho. Low-frequency noise in gas sensors: A review. Sensors and Actuators B: Chemical, 2023, Vol. 383, pp. 133551. doi: 10.1016/j.snb.2023.133551.
Liu, Kun Wang, Lei Tan, Tu Guishi, Wang Zhang, Weijun Chen, Weidong Gao, Xiaoming. Highly sensitive detection of methane by near-infrared laser absorption spectroscopy using a compact dense-pattern multipass cell. Sensors and Actuators B: Chemical, 2015, Vol.220, pp. 1000 – 1005.
Zhang Z., Li, M., Guo J., Du B., Zheng, R. A Portable Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy System for Dissolved CO2 Detection Using a High-Efficiency Headspace Equilibrator. Sensors, 2021, Vol.21, pp. 1723. doi:10.3390/s21051723
Hua-Liang Yu, Jun Wang, Biao Zheng, Bing-Wen Zhang, Li-Qin Liu, Ying-Wu Zhou, Cheng Zhang, Xiao-Ling Xue. Fabrication of single crystalline WO 3 nano-belts based photoelectric gas sensor for detection of high concentration ethanol gas at room temperature. Sensors and Actuators A: Physical, 2020, Vol.303, pp.111865. doi:10.1016/j.sna.2020.111865
Liu C., Zheng L., Wang J., et al. Tunable terahertz gas laser based on a germanium spectrum splitter. Appl. Phys. B, 2020, Vol.126, pp. 133. doi:10.1007/s00340-020-07486-5
Bierer B., Grgić D., Yurchenko O., Engel L., Pernau H.-F., Jägle M., Reindl L., Wöllenstein J. Low-power sensor node for the detection of methane and propane. J. Sens. Sens. Syst., 2021, Vol. 10, pp. 185–191. doi:10.5194/jsss-10-185-2021.
Wang Y., Feng Y., Adamu A.I., Dasa M.K., Antonio-Lopez J.E., Amezcua-correa R., Markos C. Mid-infrared photoacoustic gas monitoring driven by a gas-filled hollow-core fiber laser. Scientific reports, 2021, Vol. 11, No.1, pp. 3512.
Kwak D., Lei Y., Maric, R. Ammonia gas sensors: A comprehensive review. Talanta, 2019, Vol. 204, pp.713 – 730. doi: 10.1016/j.talanta.2019.06.034.
Dudzik G, Abramski K. Solid-state laser intra-cavity photothermal gas sensor. Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, Vol. 328, pp. 129072.
