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基于石英增强光声光谱的氧气探测

卢俊城 Lu Juncheng、吴华坤 Wu Huakun、章艺欣 Zhang Yixin、刘苏瑞 Liu Surui、赵家胜 Zhao Jiasheng、吴琼 Wu Qiong、刘雯 Liu Wen

2025Acta Optica SinicaChemistry被引 4开放获取

摘要

基于石英增强光声光谱（QEPAS）技术和共轴式谐振管配置，开发了一种体积小、灵敏度高和寿命长的共轴式QEPAS氧气（O2）检测系统。采用中心波长为763 nm的高功率可调谐半导体激光器，结合波长调制光谱技术对O2进行了探测，并研究了水蒸气（H2O）对O2分子弛豫的影响。结果表明，在O2的体积分数为21%的气体混合物中加入体积分数为0.8%的H2O后，O2的光声信号强度提高了约7倍。在12.5 s的积分时间下，H2O的体积分数保持在1.6%，系统的线性度为0.999，O2的检测限可达9.25×10-4。系统的归一化噪声等效吸收系数为4.70×10-9 W·cm-1·Hz-1/2。通过Allan方差曲线分析获得了系统的最佳积分时间为925 s，最小可探测极限为5.5×10-4。

引用本文（GB/T 7714）

DOI：https://doi.org/10.3788/aos241554