Laserowa spektroskopia absorpcyjna z wykorzystaniem kwantowych laserów kaskadowych do detekcji amoniaku w zakresie długofalowej podczerwieni

• Autorzy: Wojtas Jacek , Bielecki Zbigniew , Szabra Dariusz , Mikołajczyk Janusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.10.30

Warianty tytułu

EN

Laser absorption spectroscopy with the use of quantum cascade lasers for the detection of ammonia in the long-wave infrared range

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań polskich kwantowych laserów kaskadowych w układach laserowej spektroskopii absorpcyjnej do wykrywania amoniaku. Parametry laserów zdeterminowały zastosowanie dwóch konfiguracji układów eksperymentalnych: z wnęką optyczną oraz z przestrajaniem wewnątrz-impulsowym. Uzyskane rezultaty potwierdziły, że emitowane przez nie promieniowanie o długości fali ok. 9,12 µm umożliwia wykrywanie amoniaku i uzyskanie granicy wykrywalności 50 ppb.

EN

The article presents the results of research on the use of Polish quantum cascade lasers for the detection of ammonia by laser absorption spectroscopy. The parameters of these lasers determined the use of two configurations of experimental systems: with an optical cavity and with intra-pulse tuning. The obtained results confirmed that the radiation emitted by them, at a wavelength of approx. 9.12 µm, enables the detection of ammonia and a detection limit of 50 ppb.

Słowa kluczowe

PL

laserowa spektroskopia absorpcyjna; kwantowy laser kaskadowy QCL; wykrywanie amoniaku NH3

EN

laser absorption spectroscopy; infrared spectroscopy; quantum cascade laser QCL; ammonia detection NH3

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 10
• Strony: 144--147
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wojtas Jacek

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

• https://orcid.org/0000-0003-4350-0729

autor

Bielecki Zbigniew

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

• https://orcid.org/0000-0002-2777-620X

autor

Szabra Dariusz

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

• https://orcid.org/0000-0002-4532-0214

autor

Mikołajczyk Janusz

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

• https://orcid.org/0000-0002-7091-3521

Bibliografia

• [1] Regulation (EC) No 1272/2008 of the European Parliament and of the Council, 16 December 2008, http://data.europa.eu/eli/reg/2008/1272/oj
• [2] Manap H., et al., An open-path optical fiber sensor for ammonia measurement in the ultraviolet region, ARPN-JEAS 11, No. 18, 2016, pp. 10940-10943
• [3] Mineral Commodity Summaries 2020, U.S. Geological Survey, Reston, Virginia: 2020, p. 117, https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020.pdf
• [4] Solga S.F., et al., Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement, JoVE 88, 2014, 51658
• [5] Sazhin S.G., et al., Sensor method of ammonia inspection, Russ. J. Nondestruct. Test. 39 (10), 2003, pp. 791-806
• [6] Kwiatkowski A., et al., Portable exhaled breath analyzer employing fluctuation-enhanced gas sensing method in resistive gas sensors, Metrol. Meas. Syst., 25 (3), 2018, 551- 560
• [7] Maciak E., et al., An optical detection NH3 gas by means of a- WO3 thin films based on SPR technique, J. Phys. IV France 129, 2005, 131‒136
• [8] Struk P., et al., ZnO - Wide bandgap semiconductor and possibilities of its application in optical waveguide structures, Metrol. Meas. Syst. 21 (3), 2016, 401-412
• [9] Bielecki Z., et al., Ammonia gas sensors: comparison of solidstate and optical methods, Appl. Sci. 2020, 10, 5111
• [10] Hodgkinson J., et al., Optical gas sensing: a review, Meas. Sci. Technol. 24, 2013, 1-59
• [11] High-Resolution Transmission Molecular Absorption Database – HITRAN, 2008. http://www.hitran.com (accessed on 14 April 2021)
• [12] Wojtas J., et al., Application of quantum cascade lasers in nitric oxide and nitrous oxide detection, Acta Phys. Pol. 120 (4), 2011, 794-797

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).