波长2121.5nm激光器用于笑气检测N2O

波长2121.5nm激光器用于笑气检测N2O

激光器中心波长：2121.5nm

用途：笑气检测、N2O浓度检测、光谱分析、激光器分析笑气浓度

激光气体检测原理：TDLAS, TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的简称, 即：可调谐半导体激光吸收光谱

封装形式：14针蝶形封装，TO39封装，TO56封装

品牌：爱尔兰Eblana

供应商：深圳市利拓光电有限公司

供货周期: 4-6周

EP2121-5-DM – N2O 笑气

EP2121-5-DM系列采用2121.5nm吸收谱线对N2O 笑气进行检测。 基于Eblana的离散模式技术平台，在2121.5nm的波长范围内提供稳定的激光性能，适用于N2O 笑气检测应用。

• 包装选项:14针蝶形封装，TO39 (带TEC)，TO56,  DX-1模块(驱动器和TEC）

• 该区域的常用波长:2121.5nm

• 优良稳定的光谱性能

• 整体式无外腔设计

• 可由温度或电流调节中心波长 调节范围: +/-1nm

• 对机械振动的敏感性低

可提供波长及应用：

2331.9nm - 一氧化碳 CO

2330.2nm - 一氧化碳 CO

2326.8nm - 一氧化碳CO

2325nm - 一氧化碳 CO

2051nm - 二氧化碳 CO2

2121.5nm - N2O 笑气

2121.8nm – 氢气 H2

2122nm - N2O 笑气

2020nm FP 激光二极管

2004nm - 二氧化碳 CO2

2003nm - 二氧化碳 CO2

1981nm - 氨气 NH3

1950nm - 激光器(量子通信、医疗设备)

1877nm - 水分子 H2O

1854nm - 水分子 H2O

1742.2nm - 氯化氢 HCl

1686.4nm – 丙酮 C3H6O

1683nm – 乙烷 C2H6

1680.2nm – 乙烷 C2H6

1654nm - 甲烷 CH4

1651nm - 甲烷 CH4

1629.5nm - 乙烯 C2H4

1625nm – 乙烯 C2H4

1603nm - 二氧化碳CO2

1590nm - 硫化氢 H2S

1578nm - CO / CO2/ H2S

1574.5nm - 硫化氢 H2S

1572nm – 二氧化碳CO2

1573.3nm - 二氧化碳CO2

1564.5nm - CO / CO2

1566nm - 一氧化碳 CO

1550nm - 窄线宽激光器（激光雷达）

1540nm - 氰化氢 HCN

1531nm - 氨气NH3

1521nm - 乙炔 C2H2

1512.2nm - 氨气NH3

1398nm - 水分子H2O

1392.5nm - 水分子H2O

1343.5nm - 水分子H2O

1278.1nm - 氟化氢HF

1273nm - 氟化氢HF

780nm - 激光器

764nm - 氧气O2

761nm - 氧气O2

760nm - 氧气O2

波长2121.5nm激光器用于笑气检测N2O

由于N2O 笑气吸收强度较弱，需要应用到以下技术：

离轴积分腔 (Off-Axis Integrated Cavity)

离轴积分腔是一种用于高灵敏度吸收光谱测量的光学技术，是传统腔增强吸收光谱技术的一种改进形式。

基本原理

1. 离轴配置：激光以离轴角度入射到高反射率镜面组成的谐振腔中，避免激光与腔模直接共振。

2. 积分效应：光束在腔内经历多次反射，形成密集的光斑图案，有效增加吸收光程。

3. 光强积分：探测器测量的是所有透射光的总和，而非单个模式。

主要特点

• 无需腔模匹配：克服了传统腔增强光谱技术对激光频率与腔模精确匹配的要求

• 长有效光程：通常可达几公里甚至更长

• 高灵敏度：可检测低浓度的气体或弱吸收

• 宽光谱范围：适用于连续光源或宽带光源

应用领域

• 痕量气体检测

• 大气环境监测

• 工业过程控制

• 燃烧诊断

• 同位素比率测量

优势比较

与传统腔衰荡光谱(CRDS)相比，离轴积分腔技术操作更简单，对激光线宽和频率稳定性要求较低，更适合使用宽带光源或低成本激光器。

这项技术由O'Keefe等人于1999年提出，现已成为高灵敏度吸收光谱测量中的重要工具之一。

腔增强吸收光谱技术 (Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy, CEAS)

腔增强吸收光谱技术（CEAS）是一类基于光学谐振腔的高灵敏度吸收光谱方法，通过将光限制在高反射率镜面构成的腔内，大幅增加有效吸收光程，从而显著提高检测灵敏度。该技术广泛应用于痕量气体检测、大气化学、燃烧诊断、生物医学等领域。

1. 基本原理

CEAS 的核心是利用高精细度（Finesse）光学谐振腔（通常由两块高反射率镜片组成，反射率R≈99.9%），使入射光在腔内多次反射，形成长有效吸收光程（可达几公里）。待测样品置于腔内，其吸收信号被增强并检测。

2. 主要技术分类

CEAS 包含多种实现方式，主要分为：

(1) 腔衰荡光谱 (Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)

• 原理：测量光在腔内衰减的时间，通过监测 数值的变化计算吸收信号。

• 特点：

• 不受激光强度波动影响

• 超高灵敏度（可测 10−12 cm−110−12cm−1 量级吸收）

• 需要窄线宽激光器和快速探测器

(2) 离轴积分腔输出光谱 (Off-Axis ICOS, OA-ICOS)

• 原理：激光以离轴角度入射，避免与腔模共振，形成密集光斑，探测器积分所有透射光强。

• 特点：

• 无需精确模式匹配，适用于宽带光源

• 系统稳定性高，适合工业应用

(3) 连续波腔增强吸收光谱 (CW-CEAS)

• 原理：使用连续激光，测量透射光强随波长变化的吸收光谱。

• 特点：

• 适用于高分辨率光谱

• 需要主动稳频技术（如Pound-Drever-Hall 锁腔）

(4) 噪声免疫腔增强光学外差光谱 (NICE-OHMS)

• 原理：结合频率调制光谱（FMS）和CEAS，消除激光噪声，达到高灵敏度（~10−14−14 cm−1−1）。

• 应用：主要用于超痕量气体检测和精密光谱学。

3. 技术优势

• 超高灵敏度：可检测 ppb（10−9−9）甚至 ppt（10−12−12）级气体浓度。

• 长光程：有效吸收光程可达数公里，远超传统多通池（如White池、Herriott池）。

• 紧凑结构：相比传统长光程吸收池，CEAS 系统体积小、稳定性高。

• 宽适用性：可用于紫外、可见、近红外及中红外波段。

4. 典型应用

• 环境监测：大气中 NO2NO2、CH4CH4、CO2CO2、H2OH2O 等痕量气体检测。

• 工业过程控制：半导体制造、燃烧分析、化工反应监测。

• 医学诊断：呼气分析（如 NONO 检测用于哮喘诊断）。

• 实验室光谱研究：分子光谱、同位素比率测量。

5. 发展趋势

• 小型化      & 便携化：结合量子级联激光器（QCL）和光频梳技术，发展便携式CEAS设备。

• 多组分检测：结合宽带光源（如超连续激光）实现多物种同步测量。

• 人工智能辅助：利用机器学习优化光谱反演算法，提高检测精度。

总结

腔增强吸收光谱技术通过光学谐振腔大幅提升检测灵敏度，在环境、工业、医学等领域具有重要应用。不同CEAS变体（如CRDS、OA-ICOS、NICE-OHMS）各有优势，未来发展趋势包括更高灵敏度、更紧凑系统和智能化数据分析。

深圳市利拓光电有限公司专业研发、生产、销售气体传感、计量检测和光纤通信用的半导体激光器批量提供全系列的650nm-2350nm全波长半导体激光器产品，可根据客户的要求定制波长760nm-2330nm激光器。

深圳市利拓光电创立于2011年，有众多的合作合伙，具有多年的半导体激光器研发制造经验，公司在有毒有害气体检测领域、煤矿安全生产、电力、化工、石油和军事领域有着巨大的空间，深圳利拓光电有限公司和重庆大学、深圳大学以及爱尔兰Eblana光子公司有紧密的战略合作关系，目前是全球顶尖的气体探测激光器供应商，为欧盟、欧洲宇航局和美国宇航局等机构研发多项产品。