Wewnątrzimpulsowa spektroskopowa detekcja tlenku azotu z wykorzystaniem lasera kaskadowego

• Autorzy: Kwaśny M. , Miczuga M.

Warianty tytułu

EN

Intra pulse spectroscopic detection of nitric oxide with using cascade laser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia budowę i zasadę działania laserowego spektrometru do detekcji tlenku azotu przy niskich stężeniach (na poziomie sub-ppm). Opracowany przyrząd oparty jest na wewnątrzimpulsowej spektroskopii, laserze kaskadowym (1902 cm⁻¹) i komórce wielokrotnych przejść. Przedstawiono podstawowe charakterystyki kalibracyjne spektrometru, wpływ stężenia, temperatury i ciśnienia gazu na mierzone wartości transmisji promieniowania laserowego. Dla komórki o długości drogi 36 m, granica wykrywalności NO w powietrzu wynosi 14 ppb.

EN

This work presents construction and principle of operation of the spectrometer for nitric oxide detection at low concentration (at ppb level). Designed instrument is based on intra pulse spectroscopy, quantum cascade laser (1900 cm⁻¹) and multipass cell. Main calibration characteristics of the spectrometer, effects of concentration, temperature and pressure of nitric oxide on transmission of laser radiation are presented. For a cell with a path length of 36 m, the limit of detection is 14 ppb.

Słowa kluczowe

PL

tlenek azotu; spektroskopia; laser kaskadowy

EN

nitric oxide; spectroscopy; cascade laser

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 62, nr 4
• Strony: 13--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kwaśny M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

autor

Miczuga M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] J.H. Shorter, D.D. Nelson, J.B. Mc Manus, M.S. Zahniser, D.K. Milton, Multicomponent breathanalysis with infrared absorption using room-temperature quantum cascade lasers, IEEE Sens. J., 10(1), 2009, 76-84.
• [2] A. Fontjin, A. Sabadell, R. Richard, Homogeneous chemiluminescent measurements of nitric oxide with ozone. Implications for continuous selective monitoring of gaseous air pollutans, Analytical Chemistry, 42(6), 1970, 575-580.
• [3] A. Vanin, A. Huisman, E. Vanfaassen, Irondithiocarbamate as spin trap for nitric oxide detection: Pitfalls and successes, Methods in Enzymology, 359, 2002, 27-42.
• [4] T. Nagano, T. Yoshimura, Bioimaging of nitric oxide, Chem. Rev., 102(4), 2002, 1235-1270.
• [5] M. Rievaj, J. Lietava, D. Bustin, Electrochemical determination of nitric oxide in blood samples, Chem. Pap. 58(5), 2004, 306-310.
• [6] F. Tittel, Y. Bakhirkin, A. Kosterev, G. Wysocki, Recent advances in trace gas detection using quantum and interband cascade lasers, Review of Lasers Engineering, 34(4), 2006, 275-282.
• [7] M. Mccurdy, Y.A. Bakhirkin, F.K. Tittel, Quantum cascade laser-based integrated cavity output spectroscopy of exhaled nitric oxide, Appl. Phys. B.85, 2006, 445-452.
• [8] J. Wojtas, A. Czyżewski, T. Stacewicz, Z. Bielecki, Sensitive detection of NO2 with cavity enhanced spectroscopy, Optica Applicata, 36, 2006, 461-467.
• [9] J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, R. Mędrzecki, B. Rutecka, Application of quantum cascade lasers in nitric oxide and nitrous oxide detection, Acta Physica Polonica A, 120 (4), 2011, 794-797.
• [10] A. Elia, P.m. Lugara, C. Giancaspro, Photoacoustic detection of nitric oxide by use of a quntum-cascade laser, Opt. Lett. 30(9), 2005, 988-90.
• [11] J.B. Mc Manus, D.D. Nelson, S.C. Herndown, J.H. Shorter, M.S. Zahniser, S. Blazer et al., Comparison of CW and pulsed operation with TE-cooled quantum cascade infrared laser for detection of nitric oxide at 1900 cm-1, Applied Physics B 85 (2-3), 2006, 235-241.
• [12] J.B. Mc Manus, D.D. Nelson, J.H. Shorter, M.S. Zahniser, D.E. Gleen, R.M. Mcgovern, Pulsed quantum cascade laser instrument with compact design for rapid, high sensitivity measurements of trace gases in air, Applied Physics B 92 (3), 2008, 387-392.
• [13] E. Normand, M. Mcculloch, G. Duxbury, N. Langford, Fast, real-tim spectrometer based on a pulsed quantum-cascade laser, Opt.Lett., 28(1), 2003, 16-18.
• [14] M. Mcculloch, N. Langford, G. Duxbury, Real-time trace level detection of carbon dioxide and ethylene in car exhaust gases, Applied Optics, 44(14), 2005, 2887-2894.
• [15] M.S. Zahniser, D.D. Nelson, J.B. Mc Manus, S.C. Herndown, E.C. Wood, J.H. Shorter et al., Infrared QC laser applications to field measurements of atmospheric trace gas sources and sinks in enviromental research: enhanced capabilities using continuous wave QCLs, Proc. SPIE, 7222, 2009, 7220H-1-9.