研究目的
开发一种用于同时检测多种化学物质的远程激光光谱传感器，该传感器采用宽带可调谐外腔量子级联激光器（ECQCL）和基于压电效应的探测器。
研究成果
基于新型光电探测器的ECQCL气体传感器已被证明是一种用于远距离蒸汽化学物质检测的多功能且强大的方法。QCTF探测器相比商用红外MCT探测器表现出稍优的性能。未来的工作将致力于将测量范围扩展到户外环境的更远距离，并优化QCTF的选择和信号处理方法。
研究不足
探测灵敏度主要受前置放大器电路噪声的限制。大气风引起的空气湍流和挥发性有机化合物（VOCs）的蒸发过程的影响要求监测系统具有高光谱采集速率。
1：实验设计与方法选择：
采用高谐振频率的定制石英晶体音叉（QCTF）作为光探测器，观察入射光束激发位置相对于QCTF对信号幅度、谐振频率和Q因子的影响，研究入射光强度和压力对QCTF本征特性的影响。
2：样品选择与数据来源：
选用三种挥发性有机化合物（VOCs）（即酒精、丙酮和乙醚）进行40米距离的远距离检测。
3：实验设备与材料清单：
使用宽带可调谐外腔量子级联激光器（ECQCL）、定制QCTF及自制低噪声跨阻抗前置放大电路。
4：实验流程与操作步骤：
将ECQCL激光束准直后投射至远距离物体，收集反射光并聚焦到QCTF探测器上，通过基于笔记本的Labview程序分析QCTF探测器信号。
5：数据分析方法：
通过快速傅里叶变换（FFT）分析直接提取QCTF的振动强度信号。
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beam expander
BE06R
Thorlabs
Used to decrease the divergence of the ECQCL laser beam.
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external cavity quantum cascade laser
ECQCL
Used as a laser source for stando? detection of vapor chemicals.
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