鎖相放大器在可調諧二極管激光吸收光譜分析（TDLAS）技術中的應用

可調諧二極管激光吸收光譜分析(TDLAS)技術是一種能夠在工業(yè)應用中實現對氣體組分濃度和溫度場甚至速度場測量的檢測技術。TDLAS依據Beer-Lambert定律，當激光通過氣體分子介質時，只要激光的波長與任何一種分子的能級躍遷相等，一部分的光會被吸收。出射光強與入射光強的關系如下：

其中 α(cm-1) 為介質單位長度的吸收系數；L (cm)為有效吸收長度；N (cm-3)為單位體積內的分子數（即濃度）；σ(cm-2)為分子的吸收截面，是波長的高斯函數。經過頻率調制后，且va/v0
 

由上式可看出分子對激光的吸收出現高階吸收成分，在信號檢測通路中采用鎖相放大技術來實現調制信號的二次諧波檢測，分別在1f、2f或3f頻率處檢相得到高斯函數的一階、二階或三階導數。
 

在這個激光鎖相系統中，最關鍵的部分是利用鎖相放大器同時實現被測氣體、參考氣體的兩路檢測，甚至需要實現被測氣體、參考氣體以及激光背景的三路檢測，OE1022具備的多路諧波測量功能可順利解決此問題，如右下圖為實際搭建的TDLAS系統的測量結果。