甄杨

[摘要]基于分子吸收光谱理论的可调谐半导体吸收光谱技术已经成为实现气体浓度测量的一种重要方法，具有非接触、高灵敏度、高分辨率和高选择性以及可以实时监测等优点。本文介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术的原理及应用。

[关键词]可调谐半导体吸收光谱;原理;应用

一、TDLAS的研究现状

自从20世纪60年代中期第一台半导体激光器问世后，人们迅速将其应用在高分辨率吸收光谱领域。F.P.Schafer等发明了可在近红外波段实现调谐的染料激光器，从而为可调谐激光光谱技术奠定了坚实的基础。70年代，Hinkley等提出了可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）。从那以后，TDLAS技术受到越来越多的重视，并开始在大气痕量气体监测领域得到了越来越多的应用。在1981年Reid等利用波长调制的技术实现气体浓度测量，并给出了二次谐波的表达式，从而极大地推动了高精度的TDLAS研究发展。80年代末，激光半导体泵浦技术的发展使得TDLAS技术进入到了全固化的发展阶段，应用于工业、环境以及遥感监测等领域，为便携式气体传感器的应用打开了一个新局面。90年代以后，光通讯技术得到了长足的进步，光通讯技术的进步使得寿命长、成本低、单模输出、宽调谐和适于室温工作的半导体激光器大量面向市场，特别是近红外二极管激光器以其光电转换率高、寿命长和体积小等特点，为TDLAS在近红外波段的发展及其应用提供了有利条件，成为大气环境痕量气体监测的理想光源。……