| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-36页 |
| 1.1 课题的研究意义及来源 | 第12-13页 |
| 1.2 红外气体检测技术的分类 | 第13-21页 |
| 1.2.1 直接吸收光谱技术 | 第13-15页 |
| 1.2.2 光纤消逝波技术 | 第15-17页 |
| 1.2.3 光腔衰荡光谱技术 | 第17-18页 |
| 1.2.4 光声光谱技术 | 第18-20页 |
| 1.2.5 波长调制光谱技术 | 第20-21页 |
| 1.3 红外激光气体检测技术的研究进展 | 第21-32页 |
| 1.3.1 基于量子级联激光器的气体检测技术 | 第21-29页 |
| 1.3.2 基于间带级联激光器的气体检测技术 | 第29-32页 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 | 第32-36页 |
| 第2章 红外激光气体检测原理与技术 | 第36-46页 |
| 2.1 分子红外光谱 | 第36-42页 |
| 2.1.1 分子能级结构 | 第36-39页 |
| 2.1.2 分子红外光谱的产生机理 | 第39-40页 |
| 2.1.3 红外吸收光谱特性 | 第40-42页 |
| 2.2 朗伯-比尔定律的描述 | 第42-46页 |
| 2.2.1 朗伯定律 | 第43-44页 |
| 2.2.2 比尔定律 | 第44页 |
| 2.2.3 朗伯比尔定律 | 第44-45页 |
| 2.2.4 吸收率与吸收系数 | 第45-46页 |
| 第3章 基于间带级联激光器和TDLAS技术的气体检测系统 | 第46-84页 |
| 3.1 基于ICL和TDLAS技术的甲烷检测系统 | 第46-64页 |
| 3.1.1 甲烷分子的红外吸收谱及谱线选择 | 第46-48页 |
| 3.1.2 激光器及其光电特性 | 第48-51页 |
| 3.1.3 检测系统结构设计 | 第51-54页 |
| 3.1.4 光学系统的设计与调试 | 第54-56页 |
| 3.1.5 系统集成与研制 | 第56-57页 |
| 3.1.6 多反射气室有效光程验证 (实验 1) | 第57-60页 |
| 3.1.7 实验细节介绍 (实验 2) | 第60-61页 |
| 3.1.8 莱斯大学校园环境中的甲烷浓度监测 (实验 3) | 第61-62页 |
| 3.1.9 系统稳定性实验 (实验 4) | 第62页 |
| 3.1.10 现场试验 (实验 5) | 第62-64页 |
| 3.1.11 小结 | 第64页 |
| 3.2 基于间带级联激光器的乙烷检测系统 | 第64-82页 |
| 3.2.1 乙烷的红外吸收谱及谱线选择 | 第65-66页 |
| 3.2.2 乙烷激光器及其光电特性 | 第66-69页 |
| 3.2.3 乙烷检测系统可行性验证 | 第69-72页 |
| 3.2.4 乙烷检测系统结构设计 | 第72-73页 |
| 3.2.5 光学系统的设计与调试 | 第73-75页 |
| 3.2.6 系统集成与研制 | 第75-76页 |
| 3.2.7 观测 2f信号 (实验 1) | 第76-77页 |
| 3.2.8 优化气压和调制深度 (实验 2) | 第77-78页 |
| 3.2.9 实验细节介绍(实验 3) | 第78-79页 |
| 3.2.10 系统校准和数据拟合实验(实验 4) | 第79-80页 |
| 3.2.11 系统稳定性测试实验(实验 5) | 第80-81页 |
| 3.2.12 动态测量实验(实验 6) | 第81-82页 |
| 3.2.13 小结 | 第82页 |
| 3.3 本章小结 | 第82-84页 |
| 第4章 基于间带级联激光器和光声光谱技术的乙烷传感器 | 第84-90页 |
| 4.1 传感器结构 | 第84-85页 |
| 4.2 ICL参数和吸收线选择回顾 | 第85-86页 |
| 4.3 不同浓度的乙烷测量 | 第86-87页 |
| 4.4 不同调制深度和压力对信号的影响 | 第87-88页 |
| 4.5 获取最大 2f信号 | 第88页 |
| 4.6 本章小结 | 第88-90页 |
| 第5章 基于量子级联激光器和直接吸收光谱(DAS)技术的气体检测系统 | 第90-120页 |
| 5.1 基于量子级联激光器的甲烷检测系统 | 第90-97页 |
| 5.1.1 甲烷分子的吸收谱线选择 | 第90-92页 |
| 5.1.2 甲烷激光器及其光电特性 | 第92页 |
| 5.1.3 甲烷检测系统结构设计 | 第92-93页 |
| 5.1.4 甲烷气体检测实验细节 | 第93-96页 |
| 5.1.5 多种浓度甲烷气体检测 (实验 1) | 第96页 |
| 5.1.6 甲烷气体检测系统灵敏度的确定 (实验 2) | 第96-97页 |
| 5.1.7 小结 | 第97页 |
| 5.2 基于量子级联激光器的一氧化碳检测系统 | 第97-110页 |
| 5.2.1 一氧化碳分子的吸收谱线选择 | 第98-99页 |
| 5.2.2 一氧化碳激光器及其光电特性 | 第99-100页 |
| 5.2.3 一氧化碳检测系统结构设计 | 第100-101页 |
| 5.2.4 CO气体检测实验细节 | 第101-103页 |
| 5.2.5 系统集成与调试 | 第103-108页 |
| 5.2.6 CO分组实验 (实验 1) | 第108-109页 |
| 5.2.7 CO检测灵敏度的确定 (实验 2) | 第109页 |
| 5.2.8 小结 | 第109-110页 |
| 5.3 低温漂、高稳定性量子级联激光器驱动电源 | 第110-119页 |
| 5.3.1 驱动电源温度误差模型建立 | 第110-112页 |
| 5.3.2 高速脉冲产生模块温度误差模型 | 第112页 |
| 5.3.3 恒流源模块温度误差模型 | 第112-113页 |
| 5.3.4 数模转换器温度特性对电路影响分析 | 第113-114页 |
| 5.3.5 基准电压源温度特性对电路影响分析 | 第114-116页 |
| 5.3.6 模拟开关温度特性对电路影响分析 | 第116页 |
| 5.3.7 反馈放大器温度特性对电路影响分析 | 第116-117页 |
| 5.3.8 MOSFET温度特性对电路影响分析 | 第117-118页 |
| 5.3.9 QCL驱动电源稳定性测试 | 第118-119页 |
| 5.4 本章小结 | 第119-120页 |
| 第6章 总结与展望 | 第120-123页 |
| 参考文献 | 第123-133页 |
| 附录 | 第133-134页 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 | 第134-138页 |
| 致谢 | 第138页 |
