Una de las herramientas más eficaces en la lucha contra la contaminación atmosférica y las emisiones de carbono es la técnica de espectrometría de absorción de gases.
Utilizada para detectar gases como el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2) y el óxido de nitrógeno (NO), esta técnica está muy extendida en fábricas y plantas de procesado, incluidas las de fabricación de semiconductores.
La espectrometría de absorción de gases aprovecha las propiedades ópticas de los gases en la banda de longitud de onda MWIR (Mid Wavelength Infra-Red – infrarrojo de longitud de onda media). Muchos gases de interés absorben luz a una longitud de onda específica, siendo los láseres sintonizados una fuente de luz común – cuando se compara con un medio de referencia, un gas de interés absorberá parte de la luz láser, y la potencia óptica detectada de la fuente se reducirá.
El valor del pico de absorción permite detectar e identificar con precisión un gas específico.
Con sede en Shanghai, MicroPhotons distribuye productos ópticos y ayuda a sus clientes a desarrollar aplicaciones de tecnología óptica, como la espectrometría y el análisis y la detección de gases.
Un cliente se puso en contacto con la empresa para que le ayudara en un proyecto que requería la medición precisa de sistemas ópticos en la parte MWIR del espectro.
El reto para MicroPhotons consistía en que las tecnologías existentes para detectar las tasas de absorción de gases requieren el uso de nitrógeno líquido para enfriar los emisores. MicroPhotons planeó sustituir los emisores superenfriados por una fuente de luz supercontinua, lo que permitiría realizar las mediciones de absorción de gases a temperatura ambiente.
Aunque resultaba más cómodo y ahorraba una gran cantidad de tiempo de ensayo, este enfoque exigía una precisión de medición muy elevada en el analizador de espectro óptico (OSA) utilizado para caracterizar la fuente de luz.
Además, los gases que debían controlarse tenían picos de absorción en longitudes de onda de todo el espectro MWIR, de 1,9 a 5,5 μm; la mayoría de los OSA están diseñados para su uso en sistemas de telecomunicaciones, que sólo requieren la medición de longitudes de onda de hasta 1,7 μm.
MicroPhotons buscaba un único instrumento que cubriera todo el espectro MWIR. Esto podría reducir drásticamente el tiempo y el esfuerzo de las pruebas, evitando la necesidad de configurar y calibrar más de un instrumento de medición al probar equipos para la detección de gases con diferentes picos de absorción.
Para satisfacer las necesidades de sus clientes, MicroPhotons eligió el OSA AQ6377 de Yokogawa. En el rango de 1,9 a 5,5 μm, el AQ6377 es el único OSA capaz de analizar todo el espectro de longitudes de onda.
El AQ6377 es la última versión de la serie AQ6300 de OSA de Yokogawa. El primer OSA del mundo que ofrece análisis de modo lateral de láseres MWIR, ofrece una cobertura de longitud de onda ampliada en la región MWIR de 1,9 a 5,5 μm. Su amplio rango de longitudes de onda hace que el AQ6377 sea ideal para aplicaciones médicas y de detección medioambiental.
El dispositivo también alcanza una precisión de medición de longitud de onda de ±0,5 nm y proporciona un rango dinámico de proximidad de 50 dB, gracias a las nítidas características espectrales del monocromador del AQ6377. Esto significa que las señales cercanas pueden separarse claramente y medirse con precisión.
Según el Sr. Wang, director general de MicroPhotons, el OSA AQ6377 ha proporcionado una medición extraordinariamente precisa de las emisiones tanto de los láseres sintonizables como de la fuente de luz de supercontinuo. Esta precisión quedó demostrada en un ejercicio de medición realizado tras la caracterización de la fuente de luz de supercontinuum con el AQ6377.
El Sr. Wang afirma que MicroPhotons realizó mediciones de la absorción de las emisiones de la fuente de luz supercontinua caracterizada.
Medimos los espectros de absorción de una serie de gases, como C2H2, C2H6, C3H8, y NH3.
‘Los resultados de las mediciones coincidieron en gran medida con los datos proporcionados por la herramienta online SpectraPlot, que ofrece una referencia de las características ópticas de los gases. Esto nos dio una gran confianza en que el resultado de la medición del AQ6377, en el que nos basamos para caracterizar la fuente de luz, es extremadamente preciso y repetible en su amplísimo ancho de banda de medición».
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