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可调谐二极管激光吸收光谱技术利用二极管激光器的波长调谐特性，获得被测气体的吸收光谱，从而对大气进行定量或定性分析。 由于激光二极管是由半导体材料制成的，所以又称为可调谐半导体激光吸收光谱技术。 TDLAS技术利用激光的高单色性、方向性和高集中度的特点来测量气体浓度和温度。 具有响应速度快、测量结果准确、测量系统简单稳定、灵敏度高、分辨率高等优点。 使用指标可在ppm级，最高可达ppb级，易于实现准确的自动在线监测。 同时，采用非接触式激光测量方式，对恶劣的测量环境具有很好的适应性。 近年来，半导体激光器制造技术发展迅速，激光器性能越来越稳定，价格也越来越便宜。 目前，可调谐半导体激光吸收光谱技术已成为气体在线监测的主流技术，广泛应用于各种测量环境。

TDLAS 技术最早出现于 1970 年代。 早期多采用中远红外波长的铅盐半导体激光器。 然而，当时这种激光器和相应的中远红外光电传感器只能在极低的液氮甚至液氦温度下工作。 ，设备复杂，价格昂贵，限制了该技术在化工过程气体分析领域的应用，极大地阻碍了其应用开发的步伐。 在 80 年代初期光纤光谱仪可以测单波长，Reid 等人。 今年提出利用调制和谐波检测技术和近红外DFB激光器生产技术的突破，可以大大提高TDLAS的检测灵敏度，实现了近红外TDALS的高灵敏度在线检测技术。实验室。 过渡到生产。

随着通信行业的长足进步，近10~15年，常温工作、价格低廉、具有单模特性的近红外可调谐激光二极管在1990年代开始大规模商业化，光纤和检测器技术也取得了长足发展，为TDLAS技术应用于工业过程气体在线分析领域扫清了器件障碍。 因此，基于TDLAS技术的在线气体浓度分析仪具有替代传统非色散红外光谱气体分析仪的巨大潜力。

TDLAS原理

TDLAS利用被测气体分子的“选频”吸收形成吸收光谱原理来测量被测气体的浓度。 它是一种高分辨率吸收光谱技术。 利用TDLAS技术测量某种气体的基本过程是：首先选择被测气体某条吸收线的频率位置，然后选择相应发射频率范围内的激光二极管，设置合适的温度值来确定激光中心频率，注入低频锯齿波电流，使激光频率扫描整条吸收线，从而得到“单线吸收光谱”数据，根据Beer-得到被监测气体的浓度兰伯特定律。

TDLAS的应用

TDLAS技术可直接在线测量，响应速度快，检测信息不易失真。 可满足化工等工业过程气体在线分析的发展需求，提高我国工业过程控制水平，促进我国化工、环保、钢铁冶金等领域的发展。我的国家。 .

目前国内外市场上，TDLAS技术发展迅速。 拥有TDLAS技术仪器的公司有挪威的NEO、西门子、日本的横河电机、加拿大的Unisearch、美国的EXT、美国的SpectraSensors等。在中国，以杭州聚光科技为代表，很多新进入者都在也包括在内。

为了使TDLAS这项新技术的检测灵敏度达到ppm甚至ppb级，很多公司的TDLAS技术仪器都采用了波长调制光谱技术和谐波检测技术。 波长调制光谱技术可以通过选择调制频率来抑制激光噪声带宽，而谐波检测技术（即锁相放大技术）可以获得与被测气体浓度成正比的谐波信号，移动检测频率到噪音相对较低的地方。 低高频，可有效抑制外界干扰和低频噪声，从而达到高检测灵敏度。

在国内，许多学者和专家也对可调谐半导体吸收光谱技术检测各种气体进行了详细的研究。 例如，在反硝化和痕量氨检测系统的应用中，可采用聚光科技的LGA-4500分析系统，通过非接触式气体分析光纤光谱仪可以测单波长，在恶劣环境下获得准确的分析数据。 该系统还具有自清洁和自动分析功能。 控制功能彻底改变了运行周期短、维护量大的在线分析系统的面貌； 在气体浓度测量方面，TDLAS技术克服了高温、高粉尘、高水分的特点，通过建立吸收光谱模型实现自动在线监测分析。 数据。

TDLAS技术具有其他光学方法无法实现的环境适应性。 由于许多化工行业产生的气体成分复杂、毒性大，TDLAS技术恰好符合此类监测的特点，成为众多企业关注的焦点。 可以说，TDLAS技术的发展是不可限量的。