Kızılötesi dejenere dört-dalga ile kantitatif gaz algılama için Upconversion algılama karıştırma

Protokolümüzün önemi, diğer yöntemlerin ulaşamadığı küçük türlerin konsantrasyonlarını incelemeyi mümkün kılması için algılama limitini düşürmesidir. Bu tekniğin en büyük avantajı arka plan gürültüsünün çoğunu atlatan dönüşüm modülünün eklenmesidir. Algılama işleminde kullanılan dönüşüm için kurulumla çalışın.

Kurulumdaki iç öğeleri açığa çıkararak başlayın. Bir lazer diyot ve kristal 1064 nanometre ışını üretir. Bir dizi ayna bu ışını PPLN kristalinden geçirip geri döner.

Dışarıdan gelen bir orta kızılötesi ışın da kristalden geçer. İki Kiriş, PPLN kristalinden çıkıp dedektöre giden dönüştürülmüş bir sinyal üretir. Bu şema, kurulumun genel görünümünü sağlar.

Lazer diyot ile kullanılan kristal neodiamond ytterbium orthovanadate olduğunu. U1'den U7'ye semboller 1064 nanometrede yüksek oranda yansıyan aynalardır. U1'den U5'e kadar olan aynalar lazer diyotun dalga boyunda son derece bulaşıcıdır.

Ayna U6, dönüştürülmüş sinyal aralığında transmissive olduğunu. Ayna U7 orta kızılötesi sinyal için transmissive olduğunu. Ayna U3 eğrilik 200 mm yarıçapı vardır.

Diğer aynalar düz. Bir hizalama boşluğu kurmak için bir komedi montaj düz bir ayna kullanın. Son ayna olarak hizmet vermek için lazer ortamının önüne ayna yerleştirin.

Montaj açısını hem yatay hem de dikey yönlerde aşırı konumlara çevirin. Ardından, U2 aynasının önüne kızılötesi duyarlı ışın kartı yerleştirin. Ayrıca ppln kristalini monte sinden çıkarın. Düzenleme bu şematik tasvir edilmiştir.

Son ayna UH ile gösterilir. Lazer diyotunu maksimum çıkışının yaklaşık üçte birinde başlatın. Boşluğu hizalayın, aşağıdaki adımları tekrarlayın. Son aynanın açısını değiştirin, yatay yönde pozitif 2 derece.

Sonra bir uçtan diğerine aynanın dikey açısını süpürün. Bunu yaptığınızda, hizalama boşluğundan bir ışın için kızılötesi kartı izleyin. Son aynanın yatay bir açısında, dikey açının süpürülme sırasında, boşluk, kızılötesi kart üzerinde görülebilir tembellik başlayacaktır.

Boşluk tembellik yaparken, daha yüksek bir güç elde etmek için aynanın açısını ayarlamak ve sürücü akımını azaltmak arasında geçiş yapmak. Sonunda, aynadan çıkan Kirişin IR kartıyla kolayca görülebilmesi için güce sahip okadar güç sahibi olabilesin. Şimdi, kızılötesi kartı çıkarın ve arkasında, U2 arkasındaki ayna ayarlamaya başlayın. Hizalama ışınının merkezinden u3 aynanın merkezine yansıyacak şekilde aynayı ayarlayın. Ayna U3 açısını ayarlayın, böylece ışın U7'yi yansıtmak için istenilen yol boyunca ortalanır. Kirişin PPLN montajdan uygun yükseklikte geçtiğinden ve kristalin yüzeyine dik olduğundan emin olun.

Ardından, germanium penceresini çıkarın ve U7'nin arkasına kızılötesi bir kart yerleştirin. Bu pozisyonda, IR kartı boşluğu terk eden bir IR ışını nedeniyle floresan olacaktır. Şimdi hizalama ışınının yolu boyunca yansıtacak şekilde U7 açısını ayarlayın. İletilen ışın için kızılötesi kartı izleyin ve çıkışı en üst düzeye çıkarmak için aynanın açısını ayarlayın.

Işın kendi kanallarından biri geçer böylece montaj PPLN kristal ilerleyerek devam edin. Işın hala IR kartında görünür olup olmadığını kontrol edin. Bu nedenle, devam etmeden önce çıktıyı en üst düzeye çıkarmak için U7'yi ayarlayın.

Bu noktada, lazer diyot kapatın ve son ayna kaldırın. Dönüşüm kurulumuna girişe 750 nanometre uzunluğunda bir geçiş filtresi takın. Filtrenin arkasına bir güç ölçer yerleştirin.

Tam güçte lazer diyot ile, gücü maksimize etmek için U2 ve U7 açısını ayarlayın. Ardından güç ölçeri yüksek güçlü kızılötesi kartla değiştirin. Kartla, boşluğun temel Galiçya modunda çalıştığını kontrol edin.

Ayna U7'yi gerektiği gibi ayarlayın. Bittiğinde, filtreyi çıkarın ve germanyum pencereyi yeniden takın. Kızılötesi dejenere dört dalgalı karıştırma kurulum hizalamak için taşıyın.

Kurulum bir darbe lazer içerir, bir helyum neon lazer, yanı sıra aynalar, ve lensler, monte updönüşüm dedektörü girişine ışınları yönlendirmek için. İlk kurulum bu şematik temsil edilir. Helyum neon lazer bir kılavuz ışını sağlar.

Kılavuz ışınını l1 merceğiile hizalamak için M3 ve M4 aynalarını kullanın. Aynaları ayarlayın, böylece ışın merkezinde ki L1 merceğine çarpar. Ayna M4 ve lens L1 arasına bir boxcars plaka takın. Yatay Kiriş 45 derecelik dikey açıyla yerleştirin. Düzenlemenin iki çıkış demeti ürettiğinden emin olun.

İlkinden sonra ikinci bir boxcars plakası takın. Çıkış ışınlarından 45 derecelik yatay açıyla elde edin. Çıkışının dört kiriş olduğundan emin olun.

Daha sonra, boxcars plakalarının açılarını bir karenin köşelerini oluşturan dört çıkış demeti ile ayarlayın. Mercek L1'i, ışınlar merkezinin etrafında eşit aralıklı olana kadar ayarlayın. Şimdi, kirişlerin yoluna bir iris yerleştirin.

Üç pompa kirişleri engellemek ve sinyal ışını geçmesine izin iris düzenleyin. Bu şema bu noktada sistemin durumunu temsil eder. Sonraki adımlar objektif L2 içerecektir ve aynalar M5 ve M6. Işını harmanlamak için, darbe lazerin dalga boyu odak uzaklığını kullanarak l2 merceği hizalayın.

Daha sonra konum, M5 ve M6'yı yansıtacak, böylece kılavuz ışını, ışın ortalanmalıdır upconversion dedektörü giriş penceresine yönlendirilir. Lens L3'ü PPLN kristalinin merkezinden bir odak uzaklığı optik uzaklığı yerleştirin. Devam etmek için dedektörün germanyum penceresini çıkarın.

Bunu yapmak, 1064 nanometre ışınının dönüşüm modülünden çıkmasına olanak sağlar. Daha sonra, ayna M6'yı kullanarak ışını dedektörden hareket ettirin ve l2 merceğiyle çakışacak şekilde sinyal ışınına getirin. Kılavuz ışınıl ışınıL3'teki 1064 nanometre ışınına taşımak için ayna M5 kullanarak bunu tevkedin. 1064 nanometre ışını ve kılavuz ışını aynı yolu izlediğinde durun. Germanium penceresini yukarı dönüştürme modülüne yeniden takın.

Daha sonra darbe lazeronu korumak için dedektörün önüne birkaç nötr yoğunluk filtreleri yerleştirin. Darbe lazerini açın ve kılavuz ışınıyla çakışdığından emin olun. Şimdi, mercek L1 odak noktasında ölçülecek gaz akışı veya alev yerleştirin. Bu ölçüm azot seyreltilmiş metan akışını içerecektir.

Sinyalin dedektörde görünün. Nötr yoğunluk filtrelerini gerektiği gibi ayarlayın. Bir sinyal varsa, aynalar M5 ve M6 ayarlayarak ortalama yoğunluğunu maksimize. Çeviri aşamasında bir Kiriş bloğu ile sinyal ışınını engelleyerek devam edin.

Ardından dedektörden önce gelen nötr yoğunluk filtrelerini çıkarın. Başlangıçta, dedektöre dağılmış ışık nedeniyle bir sinyal olabilir. Çeviri aşamasında bu saçılmayı azaltmak için kiriş bloğunun konumunu ayarlayın.

Işık saçılımı nedeniyle sinyal mümkün olduğunca azaldığında devam edin. Bir sonraki adım, ölçümlerin başlayabilmesi için gaz akışını açmaktır. Daha sonra, darbe lazerile dönüşüm dedektörünü doğru bir şekilde tetikleyerek ve dalga boyu ilgi aralığını tarayarak veri toplayın.

Bu veriler azot gazındaki beş farklı hidrojen siyanür konsantrasyonu içindir. Her nokta, her konsantrasyonda üç taramanın ortalamasını temsil eder. Merkezi tepe hidrojen siyanür NU1 titreşim bandının P20 hattıdır.

Burada noktalar konsantrasyonun bir fonksiyonu olarak ölçülen tepe değerleridir. Çizgi çizgisi ikinci derece polinom'a sığar. Bu durumda, veriler önceden karıştırılmış bir alevden art arda beş tarama gösteriyor.

Her talan yaklaşık 65 saniyeyi kapsar ve dalga sayısının aynı aralığını kapsar. Lazer darbe modu ve enerji kararlı değildir, çünkü tetkik için yoğunluk değişimi. Tek bir adım en önemli değildir, ancak ölçümlerin karşılaştırılabilir olması gerekiyorsa, hizalama her seferinde aynı yükseklik konumuna sahip olmalıdır.

Deneme yanılma ile bu kurmak hizalamak için öğrenme insanların tuzaklardan kaçınmak böylece süreci göstermek istedim bu yüzden çok zaman kaybı olacaktır. Dönüşüm modülünün piyasaya sürülmesi, küçük türler olan hidrojen siyanürlerinin küçük peletlerin gazlaştırılmasından salınımını tespit etmemizi mümkün kıldı. Bu protokol, dördüncü sınıf lazerlerin kullanımını ve potansiyel olarak yanıcı gazların kullanımını içerir ve uygun güvenlik önlemleri her zaman takip edilmelidir.