Zastosowanie spektroskopii strat we wnęce optycznej do detekcji śladowych ilości tlenku węgla

• Autorzy: Wojtas J. , Mikołajczyk J. , Szabra D. , Zakrzewska B. , Prokopiuk A. , Tkacz A. , Chojnowski S. , Bielecki Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.9.6

Warianty tytułu

EN

Application of cavity enhanced spectroscopy in detection of trace amounts of carbon monoxide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spektroskopia strat we wnęce optycznej należy do jednych z najczulszych technik stosowanych do wykrywania gazów. Dużą czułość uzyskuje się przez zastosowanie wnęk optycznych zbudowanych ze zwierciadeł o ekstremalnie dużych współczynnikach odbicia. Układy tego typu umożliwiają wykrywanie śladowych ilości gazów. W artykule przedstawiono optoelektroniczny sensor tlenku węgla, który obok tlenków azotu oraz ditlenku siarki jest jednym z głównych zanieczyszczeń powietrza. Projekt sensora uwzględnia najnowsze krajowe osiągnięcia technologii optoelektronicznych, w tym kwantowe lasery kaskadowe oraz fotodetektory z supersieci drugiego rodzaju. Prace nad tymi urzą- dzeniami były realizowane w ramach projektu EDEN, finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, którego liderem jest Instytut Technologii Elektronicznych. Badania wstępne pokazały, że opracowany sensor tlenku węgla charakteryzuje się dużą liniowością charakterystyki czułości w zakresie stężeń od 10 ppb do 2,5 ppm.

EN

Cavity enhanced spectroscopy is one of the most sensitive techniques apply in the detection of gases. High sensitivity is achieved by the use of optical cavities consisted of dielectric mirrors with extremely high reflectance. Systems of this type allow the trace amounts of gases detection. The article presents an optoelectronic sensor of carbon monoxide, which is one of the major air pollutants. Project of the sensor was designed using the latest achievement of optoelectronic technology as a part of the EDEN project, funded by the National Centre for Research and Development. In this project, new quantum cascade lasers and detection modules made from type II superlattice detector were developed. The project was led by the Institute of Electronic Technology. Preliminary tests have shown that these devices can be applied in optoelectronic sensor to detect carbon monoxide. The sensor is characterized by high linear sensitivity in the concentration range of 10 ppb to 2.5 ppm.

Słowa kluczowe

PL

optoelektroniczny sensor tlenku węgla; spektroskopia absorpcyjna

EN

optoelectronic gas sensor; carbon monoxide sensor; absorption spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 9
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wojtas J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Mikołajczyk J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Szabra D.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Zakrzewska B.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Prokopiuk A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Tkacz A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Chojnowski S.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Bielecki Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

Bibliografia

• [1] M. A. Farrukh (Ed.), (2012) „Advanced Aspects of Spectroscopy”, InTech, Rijeka, Croatia.
• [2] Z. Bielecki, T. Stacewicz (red.),(2011) „Optoelektroniczny sensor ditlenku azotu-analiza i wymagania konstrukcyjne”, WAT, Warszawa.
• [3] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. 2012 nr 0 poz. 1031).
• [4] http://sojp.wios.warszawa.pl/index.php?page=poziomy-dopuszczalne.
• [5] Merck Index ed. 11th (1989), ISBN 0-911910-28-X.
• [6] http://www.scantek.pl/sites/default/files/do-pobrania/analizator_scantek.pdf.
• [7] http://www.ecomonitoring.pl/Download/ML9830_pol.pdf.
• [8] http://www.lgrinc.com/analyzers/trace-gas/.
• [9] R. Provencal, M. Gupta, T. G. Owano, D. S. Baer, K. N. Ricci, A. O’Keefe, J. R. Podolske, (2005) „Cavity-enhanced quantum-cascade laser-based instrument for carbon monoxide measurements”, Appl. Opt., vol. 44 (31), pp. 6712-6717.
• [10] K. Pierściński, D. Pierścińska, M. Płuska, P. Gutowski, I. Sankowska, P. Karbownik, A. Czerwiński, M. Bugajski, (2015) „Room Temperature, Single Mode Emission from Two-Section Coupled Cavity InGaAs/AlGaAs/GaAs Quantum Cascade Laser”, J. Appl. Phys. vol. 118, pp. 133103.
• [11] E. Machowska-Podsiadło, M. Bugajski, (2015) „Superlattices. Design of InAs/GaSb Superlattices for Optoelectronic Application – Basic Theory and Numerical Methods”, Concise Encyclopedia of Nanotechnology, CRC Press, pp. 1037–1053.
• [12] J. Pawluczyk, J. Piotrowski, W. Pusz, A. Koźniewski, Z. Orman, W. Gawron, and A. Piotrowski, (2015) „Complex Behavior of Time Response of HgCdTe HOT Photodetectors”, Journal of Electronic Materials, vol. 44, no. 9, p. 3163–3173.

Uwagi

PL

Wyniki badań osiągnięto w ramach Projektu EDEN realizowanego w ramach Programu Badań Stosowanych (ID 179616) finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.