KELD1G5BAYF(2120)是NEL公司（NTT旗下全資子公司）近期推出的一款2122nm DFB激光器，該激光器繼承了NEL的傳統(tǒng)優(yōu)勢：良好的波長穩(wěn)定性、較窄的線寬以及優(yōu)良的邊模抑制比。為H?氣體測試提供了新的選擇。

?主要特點：

? 功率：2mW~8mW

? 波長：2122nm±1.5nm

? 最大電流：300mA

? 閾值電流：≤60mA

? 工作溫度：-5~75℃

?為什么選擇2122nm作為氫氣（H?）檢測的吸收譜線

在基于TDLAS技術(shù)的氫氣（H?）檢測中，由于氫氣（H?）的吸收系數(shù)很?。ㄍǔＴ?e-43~1e-82之間），吸收線一直比較難找，直到最近兩年才有可用的近紅外吸收線報到。由于氫氣（H?）是同核雙原子分子，無電偶極矢量，因此紅外吸收譜中無電偶極振動吸收譜，只有轉(zhuǎn)動吸收譜線。

由圖1中可以看出，波長1900nm～3000nm內(nèi)有多條吸收譜線，這些譜線對應(yīng)H?分子四極基頻躍遷，波長在1100nm～1500nm的譜線，是H?分子四極躍遷的二倍頻泛頻吸收峰，這些泛頻吸收譜線，峰強度弱，難辨認(rèn)，不適合用于TDLAS技術(shù)檢測。

在圖1中我們還可以看出，波長2400nm的基頻吸收線附近，有少數(shù)幾條非常弱的轉(zhuǎn)動吸收線。相當(dāng)于與近紅外的波段的吸收強度來說，吸收強度更強一些。

但是，H?分子多條吸收特征譜中選擇哪一條作為測量用譜線呢？根據(jù)指紋譜選擇原則，必須保證該譜線有一定的吸收強度，同時該譜線應(yīng)該位于環(huán)境氣體的光窗區(qū)。

由圖2的吸收譜可見，H?分子有3條較強的紅外吸收基頻譜線，分別為2407nm(4155.3cm-1) 、2223nm (4497.8cm-1)和2121.8nm(4712.9cm-1)。這3條線中，最適合選用的特征線是2121.8nm(4712.9cm-1)。雖然這條線幅值不算最強，但它卻不受其他環(huán)境氣體吸收譜線的影響。

圖2給出2000nm～2500nm區(qū)間其他環(huán)境氣體的吸收譜，環(huán)境氣體包括 H?O、CO? 、CH4 、NH?、CO 等氣體。

為了對比，不同的氣體，采用不同的體積分?jǐn)?shù)，H?O和CO?的體積分?jǐn)?shù)為1%，而 CH4 、NH? 、CO 的體積分?jǐn)?shù)為0.1%，中間的插圖為H2分子2121.8nm附近的吸收譜，由于H2分子吸收強度太小，為了對比，將其放大1000倍，由中間插圖清楚地看到，這個區(qū)間除了CO幾條非常弱的吸收線外，再沒有其他環(huán)境氣體的吸收線，而且，在這個區(qū)間，H?分子的2121.8nm 吸收線吸收最強。

而H2分子其他2條特征線，受環(huán)境氣體的干擾非常大。這也就是說，H分子2121.8 nm(4712.9cm-1 )線，位于環(huán)境氣體的透射光窗區(qū)，環(huán)境氣體干擾最小，所以選擇該譜線作為探測的指紋譜線。

NEL公司（NTT旗下全資子公司）近期推出的一款2122nm DFB激光器KELD1G5BAYF(2120)，典型峰值波長在2120.5nm~2123.5nm之間，非常適用于氫氣（H?）的檢測。

?背景介紹：

氫氣（H?）作為一種重要的清潔能源，是未來能源的重要發(fā)展方向。當(dāng)前，已經(jīng)成為航天發(fā)動機、新能源航空器及汽車的燃料之一。自2015 年巴黎氣候變化會議以來，氫能作為清潔能源，已經(jīng)成為所有發(fā)達(dá)國家和許多發(fā)展中國家的發(fā)展戰(zhàn)略。在我國制定的碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)以及國家頒布的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中，都提到氫能源利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵技術(shù)與裝備創(chuàng)新等五大重點工程重要內(nèi)容之一。

由于氫具有高燃燒值、高燃速度、低點火能的特性，任何涉及氫能系統(tǒng)泄漏都可能引起燃燒爆炸，造成重大的災(zāi)難事故。因此，快速、準(zhǔn)確、安全的泄漏檢測是氫能源發(fā)展的最根本保障?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(tunable diode laser absorption spectroscopy，TDLAS)，作為一種非接觸，無損傷的光學(xué)檢測技術(shù)，非常適合氫氣（H?）的檢測應(yīng)用。該技術(shù)利用半導(dǎo)體激光器輸出波長可調(diào)諧的特點，利用目標(biāo)氣體的吸收光譜，檢測透射光的二次諧波分量，實現(xiàn)氣體濃度的測量。