基于红外热辐射光源的光声气体分析仪

研制了一种基于红外热辐射光源的光声气体分析仪，给出了该光声气体分析仪的设计理论、硬件结构、软件系统和实验测试结果。根据红外热辐射光源的光谱特性，通过比较吸收气体在不同吸收带中多线的综合吸收系数，确定了光声池的最优设计参数、滤光片的中心波长和带宽。实验结果表明，该光声气体分析仪对CO，NO和H2S的极限检测灵敏度分别达到1．6×10^-4，4．5×10^-6和4．0×10^-4（被测气体与背景气体的分压比），并且对0-987×10^-6的CO测量显示了其良好的测量重复精度和线性度。此外，通过增加特定中心波长的滤光片还能够对其他多种小分子气体实现高灵敏度、实时、连续、自动地测量。

红外热辐射光源配光特性的快速测量及仿真

红外热辐射光源在光声光谱检测等领域具有重要的应用价值,明确其配光特性是后续光学系统设计的基础。根据水冷散热下红外热辐射光源辐射通量的变化规律,提出快速获取高功率红外热辐射光源配光特性的方法并对其进行相关验证。实验结果表明,光源辐射通量的最大值在80°的角度处,两侧的辐射通量缓慢减小,能量分散在0°~130°的角度范围内,其中54.5%的能量集中在50°~110°的角度范围内。在长时间稳定的辐射状态下对配光特性进行对比实验,验证快速测量方法的准确性和有效性。在ZEMAX软件中突破光源角度的限制,使用测得的数据建立模型并模拟实验流程进行验证。在缺少高功率红外热辐射光源配光曲线的情况下,所提方法可以简单快速地获取配光特性,为光学设计提供初始条件。