吸收与色散：寻找一种通用的光谱技术

本文研究了三种光谱技术——可调二极管激光吸收光谱（TDLAS）、波长调制光谱（WMS）和全谱相位敏感色散光谱（HPSDS）——以评估其在 31 米赫尔里特细胞中使用发射于 4559 nm 的间隔级联激光（ICL）检测二氧化碳（CO）性能。通过开发的光谱仪器，我们可以在最小硬件修改下在这些技术之间进行切换。建立了使用记录 TDLAS、WMS 和 HSPDS 光谱的简单峰值峰值以及应用各自光谱模型后进行最小二乘拟合的校准曲线。我们比较了使用不同技术时的结果，包括获取的线性度、最小可检测值（MDV）、方法的标准偏差（sx0）、方法的变异系数（Vx0）、检测限（LOD）以及 Allan-Werle 偏差分析。结果表明，在基于峰值峰值评估记录光谱建立校准曲线时，三种技术的性能存在显著差异。然而，在建立基于模型的校准曲线时，所调查技术的性能表现更为一致。结果表明，TDLAS 是一种直观且稳健的技术，但其测量范围有限至 65 ppm。WMS 在采用合适的光谱模型后可实现最高 100 ppm 的线性范围，并且实现基线自由操作，但需要谨慎校准。HPSDS 在最高 100 ppm 的线性范围和免受功率波动影响方面表现突出。然而，其操作需要复杂的数学模型和射频（RF）组件。