本文主要研究内容
作者杨森（2019）在《空芯光波导内氨气吸附效应对光谱测量的影响研究》一文中研究指出：近年来空芯光波导(Hollow Waveguide,HWG)作为一种新型的气体池,具有光程体积比大、光路布置灵活稳定、成本较低等优势,广泛应用于光谱测量领域。但是,空芯光波导内壁表面对气体尤其是对于一些极性气体分子,例如氨气,的吸附效应对光谱测量有着不可忽略的影响。本文基于可调谐激光吸收光谱技术对内壁镀银/碘化银的空心光波导(Ag/Agl-HWG)内的氨气吸附过程进行定量分析,研究不同因素下吸附效应对光谱测量的影响,具体研究内容和创新性工作如下:第一,发展了基于单一吸收谱线的多参数拟合算法。利用直和模型将Voigt线形中复杂的卷积计算转化为高斯线型和洛伦兹线型的加权求和的形式,实现了通过单一吸收谱线同时反演气体的浓度、温度和压力等多个参数,大大提高了 Voigt线形的解析效率,并分析论证了该方法的算法流程、谱线筛选原则以及抗噪声能力,为HWG中氨气的吸附测量奠定基础。第二,设计和验证了高时间分辨率、高精度的氨气测量系统。结合氨气浓度检测的需求以及光谱测量精度的需求,基于量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)和空芯光波导搭建含有参比池的激光光谱浓度测量系统。并对测量系统的测量精度进行了分析和优化,结合直接吸收光谱的浓度测量原理,在实验室的条件下对测量系统的可靠性和准确性进行了验证,结果表明系统时间分辨率为lms时的检测灵敏度<lppm,满足对吸附的分析需求。第三,定量研究了空芯光波导内氨气的吸附和解吸附过程。利用搭建的吸收光谱测量系统,实时监测不同环境下吸附与解吸附过程中氨气的浓度变化,进而获得吸附分子的数量及其随温度、浓度的变化规律。结果表明,标况下氨气分子在Ag/Agl-HWG内壁表面吸附的密度为1015molecules/cm2量级,对应的吸附效果评价值F约为5.89。吸附量随压强的增大而增大,随温度的升高而减小,符合勒夏特列原理。相比于一级动力学模型,吸附的动态过程更符合二级动力学模型。此外,通过对参比池与空芯光波导内的氨气吸收谱线进行对比,确定了吸附过程中出现吸收谱线红移的现象,偏移量为10-2～10-3cm-1。综上所述,本文以氨气为目标气体,基于中红外激光吸收光谱首次对HWG的吸附进行的定量研究,得到了吸附量和吸附引起的波长偏移量,对基于HWG的光谱精确测量及氨气在HWG表面的吸附机理研究有重要意义。
Abstract
jin nian lai kong xin guang bo dao (Hollow Waveguide,HWG)zuo wei yi chong xin xing de qi ti chi ,ju you guang cheng ti ji bi da 、guang lu bu zhi ling huo wen ding 、cheng ben jiao di deng you shi ,an fan ying yong yu guang pu ce liang ling yu 。dan shi ,kong xin guang bo dao nei bi biao mian dui qi ti you ji shi dui yu yi xie ji xing qi ti fen zi ,li ru an qi ,de xi fu xiao ying dui guang pu ce liang you zhao bu ke hu lve de ying xiang 。ben wen ji yu ke diao xie ji guang xi shou guang pu ji shu dui nei bi du yin /dian hua yin de kong xin guang bo dao (Ag/Agl-HWG)nei de an qi xi fu guo cheng jin hang ding liang fen xi ,yan jiu bu tong yin su xia xi fu xiao ying dui guang pu ce liang de ying xiang ,ju ti yan jiu nei rong he chuang xin xing gong zuo ru xia :di yi ,fa zhan le ji yu chan yi xi shou pu xian de duo can shu ni ge suan fa 。li yong zhi he mo xing jiang Voigtxian xing zhong fu za de juan ji ji suan zhuai hua wei gao si xian xing he luo lun ci xian xing de jia quan qiu he de xing shi ,shi xian le tong guo chan yi xi shou pu xian tong shi fan yan qi ti de nong du 、wen du he ya li deng duo ge can shu ,da da di gao le Voigtxian xing de jie xi xiao lv ,bing fen xi lun zheng le gai fang fa de suan fa liu cheng 、pu xian shai shua yuan ze yi ji kang zao sheng neng li ,wei HWGzhong an qi de xi fu ce liang dian ding ji chu 。di er ,she ji he yan zheng le gao shi jian fen bian lv 、gao jing du de an qi ce liang ji tong 。jie ge an qi nong du jian ce de xu qiu yi ji guang pu ce liang jing du de xu qiu ,ji yu liang zi ji lian ji guang qi (Quantum Cascade Laser,QCL)he kong xin guang bo dao da jian han you can bi chi de ji guang guang pu nong du ce liang ji tong 。bing dui ce liang ji tong de ce liang jing du jin hang le fen xi he you hua ,jie ge zhi jie xi shou guang pu de nong du ce liang yuan li ,zai shi yan shi de tiao jian xia dui ce liang ji tong de ke kao xing he zhun que xing jin hang le yan zheng ,jie guo biao ming ji tong shi jian fen bian lv wei lmsshi de jian ce ling min du <lppm,man zu dui xi fu de fen xi xu qiu 。di san ,ding liang yan jiu le kong xin guang bo dao nei an qi de xi fu he jie xi fu guo cheng 。li yong da jian de xi shou guang pu ce liang ji tong ,shi shi jian ce bu tong huan jing xia xi fu yu jie xi fu guo cheng zhong an qi de nong du bian hua ,jin er huo de xi fu fen zi de shu liang ji ji sui wen du 、nong du de bian hua gui lv 。jie guo biao ming ,biao kuang xia an qi fen zi zai Ag/Agl-HWGnei bi biao mian xi fu de mi du wei 1015molecules/cm2liang ji ,dui ying de xi fu xiao guo ping jia zhi Fyao wei 5.89。xi fu liang sui ya jiang de zeng da er zeng da ,sui wen du de sheng gao er jian xiao ,fu ge le xia te lie yuan li 。xiang bi yu yi ji dong li xue mo xing ,xi fu de dong tai guo cheng geng fu ge er ji dong li xue mo xing 。ci wai ,tong guo dui can bi chi yu kong xin guang bo dao nei de an qi xi shou pu xian jin hang dui bi ,que ding le xi fu guo cheng zhong chu xian xi shou pu xian gong yi de xian xiang ,pian yi liang wei 10-2～10-3cm-1。zeng shang suo shu ,ben wen yi an qi wei mu biao qi ti ,ji yu zhong gong wai ji guang xi shou guang pu shou ci dui HWGde xi fu jin hang de ding liang yan jiu ,de dao le xi fu liang he xi fu yin qi de bo chang pian yi liang ,dui ji yu HWGde guang pu jing que ce liang ji an qi zai HWGbiao mian de xi fu ji li yan jiu you chong yao yi yi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自天津工业大学的杨森，发表于刊物天津工业大学2019-07-05论文，是一篇关于空芯光波导论文,氨气论文,吸附效应论文,中红外量子级联激光器论文,光谱检测论文,天津工业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自天津工业大学2019-07-05论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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