水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭在很多場(chǎng)所是非常常見(jiàn)的，為了增進(jìn)大家對(duì)水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭的認(rèn)識(shí)，本文對(duì)水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭予以介紹。IFT-COD-UV200-10水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭光程長(zhǎng)度10mm,也可以根據(jù)用戶定制不同需求光程長(zhǎng)度，IFT-COD-UV200-10水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭非常適合科研研究、紫外可見(jiàn)吸收測(cè)量、熒光吸收、環(huán)保領(lǐng)域儀器商集成等應(yīng)用。

IFT-COD-UV200-10水質(zhì)測(cè)量光譜吸收光纖探頭底部采樣高反射率光學(xué)材料，在深紫外波段200-400nm反射率高達(dá)95%以上，同時(shí)探頭采樣了316L不銹鋼，探頭底部反射端采用了藍(lán)寶石石英保護(hù)窗口，具有抗腐蝕、耐磨性好，非常適合COD水質(zhì)在線原位紫外吸收光譜測(cè)量。

光纖氣體傳感及傳感網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

光纖氣體傳感單元(氣體吸收盒)

吸收型的氣體傳感器的一大優(yōu)點(diǎn)是采用簡(jiǎn)單可靠的氣體吸收盒作為氣體傳感單元。采用小型漸變折射率透鏡, 可以設(shè)計(jì)衰減小(小于1dB), 穩(wěn)定性好的氣體吸收盒。而且只需要調(diào)換光源, 對(duì)準(zhǔn)另外的吸收譜線, 可以用同樣的系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)不同的氣體。1997 年M .A .Mo rante 和G .Stewart 提出了一種改進(jìn)型的光纖氣體吸收盒。將原來(lái)的準(zhǔn)直型的漸變折射率透鏡改變?yōu)閰R聚型, 這樣, 發(fā)散的反射光不能夠返回光路, 大大減少了相干噪聲, 信號(hào)的信噪比也因此提高了5 倍。

光源及其相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)處理技術(shù)

早期的氣體傳感研究采用寬帶光源配合光學(xué)濾波器得到窄帶匹配光源, 測(cè)量精度不高。其后可調(diào)諧的半導(dǎo)體激光器被廣泛應(yīng)用于氣體傳感, 測(cè)量精度得到極大的提高, 但是過(guò)高的成本始終困擾著它的實(shí)用化。光纖激光器開(kāi)始被用于氣體傳感。它的波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍非常寬, 一般可達(dá)30 ～ 40nm , 用一個(gè)光源可能對(duì)應(yīng)數(shù)個(gè)氣體吸收峰, 即可以同時(shí)測(cè)量數(shù)種氣體。而且, 利用光纖激光器的內(nèi)腔氣體吸收測(cè)量和利用光纖放大器的光纖有源腔的ring -down 腔技術(shù)可能將測(cè)量精度提高。

(1)窄帶光源與諧波檢測(cè)技術(shù)

Ⅳ -Ⅵ 族鉛鹽半導(dǎo)體激光器是最早用于氣體傳感的。它的波長(zhǎng)為3μm ～ 30μm , 正好在氣體吸收的基頻頻譜范圍內(nèi),因此氣體吸收效應(yīng)明顯高于近紅外波段, 最小可探測(cè)靈敏度可到ppb(9-10)量級(jí)。但是由于它的波長(zhǎng)范圍超出了現(xiàn)在光纖的透過(guò)窗口, 在光纖中損耗太大, 不適合與用做光纖氣體傳感應(yīng)用。也許將來(lái)的中紅外光纖技術(shù)的發(fā)展, 可以利用這個(gè)波段的氣體吸收譜進(jìn)行高靈敏度氣體測(cè)量。

Ⅲ -Ⅴ 族半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于氣體傳感研究。它可以單模輸出數(shù)毫瓦的能量, 波長(zhǎng)范圍已經(jīng)覆蓋大部分的氣體吸收峰且與光纖透過(guò)窗口匹配,可以采用光纖氣體測(cè)量技術(shù)。更重要的是它可以在室溫下工作, 性能相當(dāng)穩(wěn)定, 與之配套的光電器件成本較低, 技術(shù)相對(duì)成熟, 適合于光纖化測(cè)量以及工業(yè)應(yīng)用。

(2)寬帶光源與梳狀濾波器

對(duì)于甲烷和乙炔等具有梳狀吸收峰的氣體, 可用梳狀濾波器與之匹配, 進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。寬帶入射光可覆蓋一族氣體吸收峰, 通過(guò)氣體吸收后, 光譜被調(diào)制為梳狀。我們需要測(cè)量的是氣體吸收引起的輸出光功率變化。由于氣體吸收峰窄, 因而相對(duì)光功率的變化也小, 測(cè)量精度不高。利用一個(gè)和氣體吸收峰相匹配的梳狀濾波器, 同時(shí)測(cè)量多個(gè)氣體吸收峰, 氣體吸收引起的相對(duì)輸出光功率變化將會(huì)大大提高, 檢測(cè)效率可得到改善。

梳狀濾波器也可以用類似于窄帶光源的波長(zhǎng)鎖定技術(shù), 將濾波器透射波長(zhǎng)鎖定在氣體吸收峰上。相對(duì)于上一種方案, 寬帶光源(LED)比較便宜, 梳狀濾波器對(duì)光源波長(zhǎng)的穩(wěn)定要求也不高。另外由于寬帶光源相干長(zhǎng)度小, 光纖接頭處反射引起的干涉噪聲大大低于半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)。另一種可能的方案是用梳狀的寬帶光源, 直接與氣體吸收峰對(duì)準(zhǔn), 可以得到類似的效果。

(3)光纖光源及有源腔氣體檢測(cè)技術(shù)

九十年代, 光纖有源腔為基礎(chǔ)的氣體檢測(cè)技術(shù)是將氣體傳感單元(氣體吸收盒)置于有源腔中, 通過(guò)調(diào)節(jié)增益, 使得腔的總損耗很小。由于光可以在低損耗腔來(lái)回傳輸而不衰減或衰減很慢, 這樣光可以通過(guò)傳感單元(氣體盒)很多次, 相當(dāng)于有效作用長(zhǎng)度(氣體盒長(zhǎng)度)大大增加, 氣體吸收的靈敏度也會(huì)提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這類方法是很重要的激光光譜分析技術(shù),主要包括兩類:Ring -down 腔光譜吸收檢測(cè)技術(shù)以及激光內(nèi)腔吸收檢測(cè)技術(shù)。