基于HITRAN光谱数据库的TDLAS直接吸收信号仿真研究

• 作者: 李新田 汪献忠 赫树开 齐汝宾
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 物理学
• 关键词: 可调谐二极管激光吸收光谱 直接吸收 HITRAN 仿真 吸收谱
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 172-177
• 页数: 6页
• 分类号: O433.1
• 字数: 3747字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2015)01-0172-06

摘要

对TDLAS直接吸收信号进行仿真研究，能够充分了解TDLAS直接吸收的过程以及各个物理参量的变化对吸收信号的影响。首先全面研究分析了 TDLAS直接吸收方法的理论基础及算法，给出了基于朗伯-比尔定率的气体吸收线强、吸收截面、浓度、线型函数以及气体总体配分函数等参量的表达式及计算步骤。基于HITRAN光谱数据库，利用MATLAB程序对TDLAS直接吸收过程进行了仿真，计算得到了一定温度、压力、浓度等条件下的吸收谱数据。以H2 O为研究对象，仿真了其在各个线型下的吸收谱，并与商用软件Hitran-PC的结果进行比较，结果显示两者在Lorentz线型下的最大误差小于0.5％，在Gauss线型下的最大误差小于2.5％，在Voigt线型下的最大误差小于1％，因此验证了仿真算法及结果的正确性。还对不同压力和温度下ν2＋ν3谱带H2 O的吸收谱进行了仿真，研究了吸收谱随压力和温度变化规律。在低压范围，多普勒展宽占主导，线宽随压力变化很小，而幅度随压力增大而增大，在高压范围，碰撞展宽占主导，线宽随压力增大而增大，而幅度则随压力增大而趋于定值。最后还给出了大气环境温度范围内的温度修正曲线。该研究可以为TDLAS直接吸收方法的实际应用提供理论参考和指导。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汪献忠	郑州大学物理工程学院	31	275	10.0	15.0
2	赫树开		16	108	4.0	10.0
3	齐汝宾		1	33	1.0	1.0
4	李新田		6	37	2.0	6.0