TDLAS گیس سینسنگ سسٹمز میں، DFB (ڈسٹری بیوٹڈ فیڈ بیک) لیزر روشنی کے بنیادی ذریعہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ DFB لیزرز تنگ لکیر کی چوڑائی، سنگل طول بلد-موڈ آؤٹ پٹ، اعلی طول موج استحکام، اور عین مطابق ٹیون ایبلٹی کی خصوصیات ہیں۔ ان کے اخراج کی طول موج کو ہدف گیس کی جذب لائن سے درست طریقے سے ملایا جا سکتا ہے اور درجہ حرارت یا ڈرائیو کرنٹ کے ذریعے جذب کی چوٹی پر سکیننگ اور پتہ لگانے کے قابل بنانے کے لیے اسے صنعتی گیس کی نگرانی، ماحولیاتی تجزیہ، اور سائنسی تحقیق کے لیے ایک مثالی انتخاب بنایا جا سکتا ہے۔
(1) DFB لیزر ایک مربوط، سنگل موڈ لیزر بیم کا اخراج کرتا ہے جس کی طول موج ہدف گیس جذب لائن پر ہوتی ہے۔
(2) لیزر بیم ایک گیس سیل سے گزرتا ہے جس میں نمونے کی پیمائش کی جاتی ہے۔
(3) گیس لیزر روشنی کے کچھ حصے کو اپنی خصوصیت کی طول موج پر جذب کرتی ہے، جبکہ باقی روشنی کو منتقل کیا جاتا ہے۔
(4) فوٹو ڈیٹیکٹر منتقلی یا منعکس روشنی کو پکڑتا ہے، اسے برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔
(5) نظام بیئر-لیمبرٹ قانون کے مطابق گیس کے ارتکاز کا حساب لگانے کے لیے لاک ان ڈیٹیکشن، ڈیموڈولیشن، یا فوئیر ٹرانسفارم الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے سگنل کا تجزیہ کرتا ہے۔
|
جزو |
فنکشن کی تفصیل |
|
ڈی ایف بی لیزر |
ایک تنگ لائن وِڈتھ سنگل موڈ لیزر سورس فراہم کرتا ہے۔ اس کی اخراج طول موج کو درجہ حرارت کنٹرول کے ذریعے ہدف گیس کی خصوصیت جذب کرنے والی لائن کو اسکین کرنے کے لیے بنایا جاتا ہے، جبکہ انجیکشن کرنٹ کو طول موج ماڈیولیشن اسپیکٹروسکوپی (WMS) کی پیمائش کے لیے ہائی فریکوئنسی پر ماڈیول کیا جاتا ہے۔ |
|
گیس سیل |
ایک سیل بند چیمبر جس میں ٹارگٹ گیس ہوتی ہے اور جذب کی پیمائش کے لیے ایک متعین نظری راستے کی لمبائی فراہم کرتا ہے۔ اختیاری درجہ حرارت اور پریشر کنٹرول ماڈیول پیمائش کے استحکام کو بہتر بناتے ہیں اور ماحولیاتی تغیرات کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں کو کم کرتے ہیں۔ |
|
فوٹو ڈیٹیکٹر (PD) |
گیس کے ساتھ تعامل کے بعد آپٹیکل سگنل کو بعد میں ایمپلیفیکیشن، ڈیموڈولیشن، اور ارتکاز تجزیہ کے لیے برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔ |
|
بیم سپلٹر/آپٹیکل فائبر کپلر |
بیم اسپلٹر فری اسپیس آپٹیکل سسٹم سے میل کھاتا ہے، جبکہ فائبر کپلر آل فائبر سیٹ اپ میں فٹ بیٹھتا ہے۔ یہ لیزر کو حوالہ اور پیمائش کے راستوں میں تقسیم کرتا ہے۔ حوالہ سگنل لیزر پاور کے اتار چڑھاو کی تلافی اور پیمائش کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے (اختیاری)۔ |
|
سگنل پروسیسنگ سسٹم |
کمزور فوٹو ڈیٹیکٹر سگنلز کو بڑھاتا ہے اور گیس جذب کی معلومات حاصل کرنے اور گیس کے ارتکاز کا تعین کرنے کے لیے ویو لینتھ ماڈیولیشن سپیکٹروسکوپی (WMS) ڈیموڈولیشن کرتا ہے، بشمول 1f/2f ہارمونک نکالنا۔ |
|
کمپیوٹر/کنٹرول سسٹم |
سسٹم کنٹرول، پیرامیٹر کنفیگریشن، ڈیٹا کا حصول، سگنل پروسیسنگ، ارتکاز کیلکولیشن، ڈیٹا اسٹوریج، اور پیمائش کے نتائج کا حقیقی وقت میں تصور فراہم کرتا ہے۔ |
760nm 10mW DFB بٹر فلائی لیزر ڈائیوڈ
1392nm 10mW DFB بٹر فلائی لیزر ڈائیوڈ
1683nm 10mW فائبر کپلڈ لیزر
ہائی پاور 1653.7nm 40mW DFB بٹر فلائی لیزر
1651nm DFB فائبر کپلڈ لیزر ڈائیوڈ
1625nm DFB BTF لیزر ڈایڈڈ
1567nm DFB بٹر فلائی لیزر ڈایڈڈ
1580nm DFB SM PM لیزر ڈایڈڈ
Q1: DFB لیزر کی کون سی طول موج عام طور پر TDLAS میں استعمال ہوتی ہے؟
A1:
|
|
گیس |
طول موج (nm) |
|
1 |
CO2 |
1572.45 |
|
2 |
O2 |
760 |
|
3 |
CH4 |
1653 |
|
4 |
N2O |
1392/2257 |
|
5 |
CO |
1566 |
|
6 |
NH3 |
1512.2 |
|
7 |
SO2 |
7160 |
|
8 |
NO |
1800/2650 |
|
9 |
H2S |
1574.5/1590 |
|
10 |
C3H8 |
3370 |
|
11 |
SF6 |
1576.3 |
|
12 |
C2H2 |
1531.64/1521 |
|
13 |
C2H4 |
1625.9 |
|
14 |
C2H6 |
1683.1 |
|
15 |
ایچ سی آئی |
1742 |
|
16 |
ایچ ایف |
1278/1273 |
|
17 |
ایچ سی این |
1540 |
Q2: کیا DFB لیزر کو الگ تھلگ کرنے کی ضرورت ہے؟
A2: فائبر پر مبنی TDLAS سسٹمز یا اہم آپٹیکل بیک ریفلیکشن والی کنفیگریشنز میں آپٹیکل آئسولیٹروں کی سفارش کی جاتی ہے۔ وہ خالی جگہ کے سیٹ اپ میں بھی فائدہ مند ہو سکتے ہیں جہاں بقایا عکاسی موجود ہے۔ الگ تھلگ آپٹیکل فیڈ بیک کو دباتا ہے، موڈ ہاپنگ، فریکوئنسی عدم استحکام، اور آؤٹ پٹ پاور کے اتار چڑھاو کو روکتا ہے، اس طرح مستحکم سنگل موڈ لیزر آپریشن اور بہتر پیمائش کے بنیادی استحکام کو یقینی بناتا ہے۔
Q3: DFB لیزر TDLAS کے لیے FP یا VCSEL لیزر کی بجائے ترجیحی روشنی کا ذریعہ کیوں ہے؟
A3: DFB لیزرز، انٹیگریٹڈ بریگ گریٹنگز، مستحکم سنگل فریکوئنسی، ہائی ایس ایم ایس آر (>35dB) اور موڈ ہاپ فری ٹیوننگ کے ساتھ تنگ لائن وڈتھ اخراج فراہم کرتے ہیں۔ اس کے مقابلے میں، FP لیزرز کثیر طول البلد موڈ کے اخراج اور محدود طول موج کے استحکام کی نمائش کرتے ہیں، جبکہ VCSELs عام طور پر ایک محدود ٹیوننگ رینج پیش کرتے ہیں جو ضروری جذب خصوصیات کو مکمل طور پر پورا نہیں کر سکتی۔ DFB لیزرز کی اعلی سپیکٹرل پاکیزگی اور ٹیوننگ استحکام نمایاں طور پر ہارمونک ڈٹیکشن SNR کو بہتر بناتا ہے، جس سے وہ اعلی درستگی والے WMS-TDLAS (1f/2f) گیس سینسنگ کے لیے روشنی کا ترجیحی ذریعہ بن جاتے ہیں۔
Q4: TDLAS DFB لیزرز کے لیے کون سے پیکیج کے اختیارات دستیاب ہیں؟
A4: دو مین اسٹریم پیکجز:
①14-pin Butterfly پیکیج: TEC، NTC تھرمسٹر، اور مانیٹر فوٹوڈیوڈ کو ایک اختیاری آپٹیکل آئسولیٹر کے ساتھ مربوط کرتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر اعلی صحت سے متعلق فائبر کپلڈ TDLAS سسٹمز میں استعمال ہوتا ہے جس کے لیے درست درجہ حرارت اور پاور اسٹیبلائزیشن کی ضرورت ہوتی ہے۔
②TO-can (TO5/TO46): ایک کمپیکٹ حل جو خالی جگہ یا کولیمیٹڈ آؤٹ پٹ کنفیگریشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس میں عام طور پر مربوط TEC کنٹرول کا فقدان ہے اور اسے بیرونی درجہ حرارت کے استحکام کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ یہ لاگت کے لحاظ سے حساس اور چھوٹے اوپن پاتھ گیس سینسنگ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔
-
