基于反谐振空芯光纤的中红外TDLAS系统设计及应用实验研究

针对燃烧诊断在2～3μm波长的光谱测量需求，设计并搭建了基于反谐振空芯光纤的可调谐半导体吸收光谱（TDLAS）测量装置，开展了高温水汽在2.5μm波长吸收光谱的定标与测量研究。在2～5μm中红外波段，反谐振空芯光纤可实现低损、单模长距离传输，能够有效解决商用氟化物光纤多模干涉造成的TDLAS测量精度下降的问题。经所提TDLAS系统准直后光束的直径低至2.5 mm，发散角为0.004 rad，系统信噪比为31 dB，相比基于氟化物光纤的TDLAS系统，所提系统的性能得到了极大提升。进一步分析了反谐振空芯光纤中痕量水蒸气对于4029.52 cm-1谱线测量的影响，并通过抽真空的方式降低其影响，从而提高了系统的测量精度。