基于TDLAS技术的人体呼气末CO2在线检测

• 作者: 侯凯旋 刘秀玲 姚建铨 娄存广 张建涛 王鑫 荆聪蕊
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 光谱学 可调谐半导体吸收光谱 无损检测 呼出气体 CO2
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 光谱学
• 页码范围: 290-296
• 页数: 7页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202047.0311002

摘要

呼出气体分析是一种测量呼出气体成分和含量的新技术,在人体健康的无创检测和分析中应用得越来越广泛.基于低成本微型垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)搭建了可调谐激光吸收光谱(TDLAS)气体分析系统,实现了人体呼出CO2的在线测量.该系统主要由激光管、驱动控制电路、光电探测器、放大电路、数据采集卡、控制软件、锁相放大器及赫里奥特气体池构成.该检测池的体积为400 mL,有效光程为20 m,激光光源的中心波长为1579.57 nm.采用波长调制吸收光谱技术中的二次谐波幅值反演计算人体呼出CO2的浓度.该系统可以实现精准、无损、高效地在线测量人体呼出CO2气体的浓度,波动范围小于±0.06％,灵敏度为0.14％.这一研究为近红外TDLAS技术研究人体呼出气体与相关疾病标志物的无创检测提供了新的研究思路.