Mittel-Infrarot-Laserabsorptionsspektrometer basierend auf Diodenlaser-Differenzfrequenzerzeugung und einem bei Raumtemperatur betriebenen Quanten- µm -Kaskadenlaser zur Detektion von CO, N₂O und NO

VL Kasyutich, RJ Holdsworth und PA Martin

Abstrakt

Wir beschreiben die Leistungsfähigkeit zweier Infrarot-Laserspektrometer zur Detektion von Kohlenmonoxid, Distickstoffmonoxid und Stickstoffmonoxid. Das erste Spektrometer zur CO- und N₂O-Detektion bei etwa 2203 cm⁻¹ basiert auf der Differenzfrequenzerzeugung (DFG) mit Diodenlasern in einem quasi-phasenangepassten, periodisch gepolten µm Kristall (PPLN) und verwendet zwei kontinuierliche, bei Raumtemperatur betriebene DFB-Diodenlaser mit Wellenlängen von 859 nm und 1059 nm. Wir berichten außerdem über die Leistungsfähigkeit eines Infrarot-Spektrometers zur NO-Detektion bei 1900 cm⁻¹, das auf einem thermoelektrisch gekühlten, kontinuierlich betriebenen µm -cto(QCL) basiert. Beide Spektrometer verfügen über eine optische Zelle mit einfachem Durchgang und einen thermoelektrisch gekühlten HgCdZnTe-Photovoltaikdetektor. Typische Nachweisgrenzen im µm von 2,8 ppmv für CO, 0,6 ppmv für N₂O und 2,7 ppmv für NO wurden für 100 gemittelte Spektren, aufgenommen innerhalb von 1,25 s, bei einer Küvettenbasislänge von 21 cm und einem Druck von 100 Torr erreicht. Die äquivalenten Rauschabsorptionen betragen typischerweise 10⁻⁵ Hz⁻¹/² für QCL- und 10⁻⁴ Hz⁻¹/² für DFG-basierte Spektrometer.