적외선 타락 한 4 웨이브 혼합 양적 가스 감지에 대 한 업 검출

우리의 프로토콜의 중요성은 다른 방법이 도달 할 수없는 작은 종의 농도를 연구 할 수 있도록 검출 한계를 낮춥다. 이 기술의 주요 장점은 배경 잡음의 대부분을 우회하는 업변환 모듈의 추가입니다. 검색 프로세스에 사용되는 업변환을 위한 설정으로 작업합니다.

설정의 내부 요소를 노출하는 것으로 시작합니다. 레이저 다이오드와 크리스탈은 1064 나노미터 빔을 생성합니다. 일련의 거울이 이 빔을 PPLN 크리스탈과 뒤로 전달합니다.

외부에서 중간 적외선 빔도 결정을 통과합니다. 두 빔은 PPLN 크리스탈을 빠져나와 검출기로 이동하는 업컨버터드 신호를 생성합니다. 이 회로도는 설정에 대한 개요를 제공합니다.

레이저 다이오드와 함께 사용되는 결정은 네오다이아몬드 이테르비움 오르토바나다이다. U1에서 U7까지의 심볼은 1064 나노미터에서 매우 반사되는 거울입니다. U5를 통해 거울 U1은 레이저 다이오드의 파장에서 매우 변형된다.

미러 U6은 변환된 신호의 범위에서 변환됩니다. 미러 U7은 중간 적외선 신호에 대해 변환됩니다. 미러 U3에는 곡률 반경이 200mm입니다.

다른 거울은 평평합니다. 코미디 마운트에 플랫 미러를 사용하여 정렬 캐비티를 설정합니다. 미러를 레이저 매체 앞에 놓고 끝 거울역할을 합니다.

마운트의 각도를 수평 및 수직 방향 모두에서 극단적인 위치로 돌립니다. 다음으로 적외선에 민감한 빔 카드를 미러 U2 앞에 놓습니다. 또한 마운트에서 PPLN 크리스탈을 제거합니다. 배열은이 회로도에 묘사됩니다.

끝 미러는 UH에 의해 표시됩니다. 최대 출력의 약 1/3에서 레이저 다이오드를 시작합니다. 캐비티를 정렬하고 다음 단계를 반복합니다. 끝 거울의 각도를 변경하고, 수평 방향으로 2도 를 양수합니다.

그런 다음 거울의 수직 각도를 한 극단에서 다른 극단으로 쓸어 버립니다. 이렇게 하면 정렬 캐비티에서 빔에 대한 적외선 카드를 보세요. 끝 거울의 일부 수평 각도에서 수직 각도를 스윕하는 동안 캐비티는 적외선 카드에서 볼 수있는 게화되기 시작합니다.

캐비티가 게화되면 미러 각도를 조정하여 더 높은 전력을 달성하고 드라이브 전류를 줄이는 것을 번갈아 가며 말합니다. 결국, IR 카드로 미러를 떠나는 빔이 쉽게 볼 수 있도록 전원이 있습니다. 이제 적외선 카드를 제거하고 뒤에 있던 미러를 조정하기 시작합니다. 선형 빔이 가운데에서 미러 U3의 중심으로 반사되도록 미러를 조정합니다. 미러 U3의 각도를 조정하여 빔이 원하는 경로를 따라 계속 중심을 유지하여 U7을 미러링합니다. 빔이 적절한 높이에서 PPLN 마운트를 통과하고 결정표면에 수직이 되도록 하십시오.

다음으로 게르마늄 창을 제거하고 U7 뒤에 적외선 카드를 놓습니다. 이 위치에서 IR 카드는 IR 빔이 구멍을 떠나면서 형광을 합니다. 이제 U7의 각도를 조정하여 정렬 빔의 경로를 따라 반사합니다. 전송된 빔의 적외선 카드를 모니터링하고 미러각도를 설정하여 출력을 최대화합니다.

빔이 채널 중 하나를 통과할 수 있도록 마운트에 PPLN 크리스탈을 장착하여 계속하십시오. IR 카드에 빔이 여전히 표시되는지 확인합니다. 그렇다면 U7을 조정하여 진행 하기 전에 출력을 최대화합니다.

이 시점에서 레이저 다이오드를 끄고 끝 거울을 제거합니다. 입력에 750 나노미터 길이의 패스 필터를 연결하여 상향 변환 설정에 연결합니다. 필터 뒤에 파워 미터를 놓습니다.

레이저 다이오드를 최대 출력으로 조정하여 U2 및 U7의 각도를 조정하여 전력을 최대화합니다. 그런 다음 파워 미터를 고성능 적외선 카드로 교체하십시오. 카드로, 캐비티가 기본 갈리시아 모드에서 실행되는지 확인합니다.

필요에 따라 미러 U7을 조정합니다. 완료되면 필터를 제거하고 게르마늄 창을 다시 부착합니다. 적외선 퇴화 4파 혼합 설정을 정렬하려면 계속 진행합니다.

이 셋업에는 펄스 레이저, 헬륨 네온 레이저, 거울 및 렌즈가 포함되어 있어 빔을 조립된 상향 변환 검출기의 입력으로 안내합니다. 초기 설정은 이 회로도에 표시됩니다. 헬륨 네온 레이저는 가이드 빔을 제공합니다.

미러 M3 및 M4를 사용하여 가이드 빔을 렌즈 L1과 정렬합니다. 빔이 중앙에 렌즈 L1에 닿을 수 있도록 거울을 조정합니다. 미러 M4와 렌즈 L1 사이에 박스카 플레이트를 삽입합니다. 수평 빔에서 45도 수직 각도로 놓습니다. 배열이 두 개의 출력 빔을 생성하도록 합니다.

첫 번째 상자판 이후에 두 번째 박스카 플레이트를 삽입합니다. 출력 빔에서 45도 수평 각도로 데. 출력에 4개의 빔이 있는지 확인합니다.

다음으로 박스카 플레이트의 각도를 네 개의 출력 빔으로 조정하여 사각형모서리를 형성합니다. 빔이 중앙 주위에 동등하게 간격을 둘 때까지 렌즈 L1을 조정합니다. 이제 광선의 경로에 홍채를 놓습니다.

홍채를 배열하여 세 개의 펌프 빔을 차단하고 신호 빔이 통과 할 수 있도록합니다. 이 회로도는 이 시점에서 시스템의 상태를 나타냅니다. 다음 단계에는 렌즈 L2와 미러 M5 및 M6가 포함됩니다. 빔을 충돌시키기 위해 펄스 레이저의 파장의 초점 거리를 사용하여 렌즈 L2를 정렬합니다.

그런 다음 위치 미러 M5 및 M6이므로 가이드 빔은 빔을 중심으로 해야 하는 상향 변환 감지기의 입력 창으로 향합니다. 렌즈 L3를 PPLN 크리스탈의 중심에서 하나의 초점 길이의 광학 거리로 배치합니다. 계속하려면 검출기의 게르마늄 창을 제거합니다.

이렇게 하면 1064 나노미터 빔이 상향 변환 모듈을 빠져나갈 수 있습니다. 다음으로 미러 M6을 사용하여 검출기에서 빔을 이동하고 렌즈 L2에서 겹치도록 신호 빔에 가져옵니다. 미러 M5를 사용하여 가이드 빔을 L3의 1064 나노미터 빔으로 이동시면 이 것을 번갈아 가시합니다. 1064 나노미터 빔과 가이드 빔이 동일한 경로를 따라 가면 멈춥니다. 게르마늄 창을 상향 변환 모듈에 다시 연결합니다.

그런 다음 여러 중성 밀도 필터를 검출기 앞에 배치하여 펄스 레이저로부터 보호합니다. 펄스 레이저를 켜고 가이드 빔과 겹치는지 확인합니다. 이제 렌즈 L1의 초점에서 측정할 가스 흐름이나 불꽃을 배치합니다. 이 측정은 질소에서 희석된 메탄의 흐름을 포함합니다.

신호가 검출기에 표시되는지 확인합니다. 필요에 따라 중립 밀도 필터를 조정합니다. 신호가 있는 경우 미러 M5 및 M6를 조정하여 평균 강도를 최대화합니다. 변환 단계에서 빔 블록으로 신호 빔을 차단하여 계속합니다.

그런 다음 검출기 앞에 있는 중립 밀도 필터를 제거합니다. 처음에는 검출기로 산란하는 빛으로 인해 신호가 있을 수 있다. 번역 스테이지를 사용하면 빔 블록의 위치를 조정하여 이 산란을 줄입니다.

광 산란으로 인한 신호가 가능한 한 많이 감소되었을 때 진행합니다. 다음 단계는 측정이 시작될 수 있도록 가스 흐름을 켜는 것입니다. 그런 다음 펄스 레이저로 상향 변환 검출기를 적절히 트리거하고 파장 범위를 스캔하여 데이터를 수집합니다.

이러한 데이터는 질소 가스에서 시안화 수소의 5가지 농도를 위한 것입니다. 각 점은 각 농도에서 세 번의 스캔 평균을 나타냅니다. 중앙 피크는 시안화 수소의 NU1 진동 대역의 P20 라인입니다.

여기서 점은 농도의 함수로서 측정된 피크 값입니다. 대시 라인은 2도 다항형에 적합합니다. 이 경우 데이터는 사전 혼합 된 불꽃에서 5 번 연속 스캔을 보여줍니다.

각 스캔은 약 65초에 걸쳐 있으며 동일한 범위의 파수를 다룹니다. 스캔에서 스캔으로의 강도 의 변화는 레이저 펄스 모드와 에너지가 안정적이지 않기 때문입니다. 단일 단계가 가장 중요하지는 않지만 측정을 비교할 필요가 있는 경우 정렬은 매번 동일한 높이 위치를 가져야 합니다.

시행 착오로 설정된 설정을 맞추는 법을 배우는 것은 많은 시간을 낭비할 것이므로 사람들이 함정을 피할 수 있도록 프로세스를 보여주고 싶었습니다. 상향 변환 모듈의 도입으로 소형 펠릿의 가스화로부터 소종 시안화의 방출을 검출할 수 있게 되었습니다. 이 프로토콜에는 클래스 4 레이저의 사용이 포함되며, 잠재적으로 인화성 가스의 사용이 포함되며 적절한 안전 조치를 항상 따라야합니다.