基于反谐振空芯光纤的中红外TDLAS系统设计及应用实验研究

Sun Yali, Zhu Xinyue, Wu Dakun, Wu Cheng,Yu Fei, Li Renjie,Lin Xin, Zhao Wenkai

ACTA OPTICA SINICA（2023）

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摘要

针对燃烧诊断在 2～3 μm波长的光谱测量需求,设计并搭建了基于反谐振空芯光纤的可调谐半导体吸收光谱(TDLAS)测量装置,开展了高温水汽在2.5 μm波长吸收光谱的定标与测量研究.在2～5 μm中红外波段,反谐振空芯光纤可实现低损、单模长距离传输,能够有效解决商用氟化物光纤多模干涉造成的TDLAS测量精度下降的问题.经所提TDLAS系统准直后光束的直径低至 2.5 mm,发散角为 0.004 rad,系统信噪比为 31 dB,相比基于氟化物光纤的TDLAS系统,所提系统的性能得到了极大提升.进一步分析了反谐振空芯光纤中痕量水蒸气对于4029.52 cm-1谱线测量的影响,并通过抽真空的方式降低其影响,从而提高了系统的测量精度.

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关键词

fiber,anti,resonant hollow core fiber,laser absorption spectroscopy,multi-mode interference,single mode,combustion diagnosis

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