Zastosowanie laserów kaskadowych w układach do detekcji śladowych ilości gazów

• Autorzy: Bielecki Z. , Wojtas J. , Stacewicz T.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-192

Warianty tytułu

EN

Trace detection of gases using quantum cascade lasers

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 09-13.06.2014 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono najczęściej stosowane układy spektroskopii absorpcyjnej przeznaczone do wykrywania śladowych ilości niebezpiecznych gazów, par materiałów wybuchowych i wybranych biomarkerów w wydychanym powietrzu. Szczególną uwagę poświęcono układom z komórkami wieloprzejściowymi, metodzie CRDS (ang. Cavity Ring Down Spectroscopy) i jej odmianom. Omówiono problemy związane z absorpcją promieniowania podczerwonego przez parę wodną, oraz konstrukcją tego typu czujników w celu uzyskania możliwie jak największej czułości. Przedstawiono celowość stosowania układów służących do filtracji, osuszania oraz dostarczenia tak przygotowanej próbki do modułów zatężania (tzw. prekoncentratorów), a następnie do czujników.

EN

The paper presents laser absorption spectroscopy systems, which are the most commonly used for detection of trace hazardous gases, explosives vapors and the biomarkers in exhaled air. Particular attention was paid to the systems of multi-pass cells and cavity enhanced spectroscopy (CRDS, CEAS). Disadvantage influence of water vapor and carbon dioxide was analyzed. These gases occur in breath with high concentration, which cause a limitation of the sensitivity. The attempt to minimization of this effect and experimental results are also described.

Słowa kluczowe

PL

lasery kaskadowe; laserowa spektroskopia absorpcyjna; optoelektroniczne sensory gazów

EN

absorption spectroscopy; quantum cascade laser; gas sensor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 11
• Strony: 44--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Bielecki Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Wojtas J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Stacewicz T.

• Uniwersytet Warszawski, Instytut Fizyki Doświadczalnej

Bibliografia

• [1] B. Buszewski, D. Grzywiński, T. Ligor, T. Stacewicz, Z. Bielecki, J. Wojtas. „Detection of volatile organic compounds as biomarkers in breath analysis by different analytical techniques“. Bioanalysis, 5(18), pp. 2287-306, 2013.
• [2] J. Wojtas, J. Mikolajczyk, M. Nowakowski, B. Rutecka, R. Medrzycki, Z. Bielecki. Applying CEAS method to UV, VIS, and IR spectroscopy sensors. Bull. Pol. Ac. Tech.59(4), 415, 2011.
• [3] A. O’Keefe, D.A.G. Deacon. Cavity ring-down optical spectrometer for absorption measurements using pulsed laser sources. Rev. Sci. Instrum. 59(12), 2544–2551, 1988.
• [4] G. Berden, R. Engeln. Cavity Ring-Down Spectrosocopy: Techniques and Applications. Wiley-Blackwell, Chichester, UK, 2009.
• [5] R. Engeln, G. Berden, R. Peeters, and G. Meier, “Cavity enhanced absorption and cavity enhanced magnetic rotation spectroscopy”, Rev. Sci. Instrum. 69, 3763–3769 (1998).
• [6] T. Stacewicz, J. Wojtas, Z. Bielecki, M. Nowakowski, J. Mikołajczyk, R. Mędrzycki, B. Rutecka, Cavity Ring Down Spectroscopy: detection of trace amounts of matter, Opto−Electron. Rev. 20, no. 1. pp. 34-41, 2012.
• [7] V.L. Kasyutich, C.E. Canosa−Mas, C. Pfrang, S. Vaughan, and R.P. Wayne, “Off-axis continuous wave cavity enhanced absorption spectroscopy of narrow band and broadband absorbers using red diode lasers”, Appl. Phys. B75, 755–761 (2002).
• [8] V.L. Kasyutich, C.S.E. Bale, C.E. Canosa−Mas, C. Pfrang, S. Vaughan, and R.P. Wayne, Cavity enhanced absorption: detection of nitrogen dioxide and iodine monoxide using a violet laser diode”, Appl. Phys. B76, 691–697 (2003).
• [9] J.M. Langridge, T. Laurila, R.S. Watt, R.L. Jones, C.F. Kaminski, and J. Hult, “Cavity enhanced absorption spectroscopy of multiple trace gas species using a supercontinuum radiation source”, Opt. Express 16, 10178–10188 (2008).

Uwagi

PL

Wyniki badań osiągnięto w ramach projektów finansowanych z budżetu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju nr PBS1/A3/7/12 i PBS1/B3/2/2012 oraz Narodowego Centrum Nauki nr 2011/03/B/ST7/02544.