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L’un des outils les plus efficaces dans la lutte contre la pollution de l’air et les émissions de carbone est la technique de spectrométrie d’absorption de gaz.
Utilisée pour détecter des gaz tels que le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO2) et l’oxyde d’azote (NO), cette technique est largement utilisée dans les usines et les installations de traitement, y compris les usines de fabrication de semi-conducteurs.
La spectrométrie d’absorption de gaz exploite les propriétés optiques des gaz dans la bande de longueurs d’onde infrarouge moyen (MWIR). De nombreux gaz d’intérêt absorbent la lumière à une longueur d’onde spécifique, avec des lasers accordables comme source lumineuse courante. Lorsqu’ils sont comparés à un milieu de référence, un gaz d’intérêt absorbera une partie de la lumière laser, et la puissance optique détectée de la source sera réduite.
La valeur du pic d’absorption permet la détection et l’identification précises d’un gaz spécifique.
Basée à Shanghai, MicroPhotons est un distributeur de produits optiques qui soutient également ses clients dans le développement d’applications technologiques optiques telles que la spectrométrie et l’analyse et la détection de gaz.
La société a été sollicitée par un client pour l’aider dans un projet nécessitant une mesure précise des systèmes optiques dans la partie MWIR du spectre.
Le défi pour MicroPhotons était que les technologies existantes de détection de taux d’absorption des gaz nécessitent l’utilisation d’azote liquide pour refroidir les émetteurs. MicroPhotons envisageait de remplacer les émetteurs sur-refroidis par une source lumineuse à supercontinuum, permettant ainsi des mesures d’absorption de gaz à température ambiante.
Bien que plus pratique et économisant beaucoup de temps de test, cette approche nécessite une très haute précision de mesure dans l’analyseur de spectre optique (OSA) utilisé pour caractériser la source lumineuse. De plus, les gaz à surveiller présentaient des pics d’absorption à des longueurs d’onde sur toute la plage spectrale MWIR, de 1,9 à 5,5 ¦Ìm - la plupart des OSA étant conçus pour une utilisation dans les systèmes de télécommunications, qui ne nécessitent que la mesure des longueurs d’onde jusqu’à 1,7 ¦Ìm.
MicroPhotons recherchait un instrument unique capable de couvrir l’ensemble du spectre MWIR. Cela pourrait réduire considérablement le temps et les efforts de test, évitant ainsi la nécessité de configurer et de calibrer plus d’un instrument de mesure lors des tests d’équipements pour la détection de gaz avec différents pics d’absorption.
Pour répondre aux besoins de ses clients, MicroPhotons a choisi l’OSA AQ6377 de Yokogawa. Dans la plage de 1,9 à 5,5 ¦Ìm, l’AQ6377 est le seul OSA capable d’analyser l’ensemble du spectre des longueurs d’onde.
L’AQ6377 est la dernière version de la série d’OSA AQ6300 de Yokogawa. Premier OSA au monde offrant une analyse des modes latéraux des lasers MWIR, il offre une couverture étendue des longueurs d’onde dans la région MWIR de 1,9 à 5,5 ¦Ìm. Sa plage de longueurs d’onde étendue rend l’AQ6377 idéal pour la détection environnementale et les applications médicales.
L’appareil atteint également une précision de mesure de longueur d’onde de ±0,5 nm et fournit une plage dynamique proche de 50 dB, grâce aux caractéristiques spectrales précises du monochromateur de l’AQ6377. Cela signifie que les signaux proches peuvent être clairement séparés et mesurés avec précision.
Selon M. Wang, PDG de MicroPhotons, l’OSA AQ6377 a fourni une mesure extrêmement précise des émissions à la fois des lasers accordables et de la source lumineuse à supercontinuum. Cette précision a été prouvée par un exercice de mesure réalisé après la caractérisation de la source lumineuse à supercontinuum à l’aide de l’AQ6377.
M. Wang déclare que MicroPhotons a effectué des mesures de l’absorption des émissions provenant de la source lumineuse à supercontinuum caractérisée.
Il dit : "Nous avons mesuré les spectres d’absorption d’une gamme de gaz, y compris C2H2, C2H6, C3H8 et NH3. Les résultats des mesures ont suivi de très près les données fournies par l’outil en ligne SpectraPlot, qui fournit une référence pour les caractéristiques optiques des gaz. Cela nous a donné une grande confiance que la sortie de mesure de l’AQ6377, sur la base de laquelle nous avons caractérisé la source lumineuse, est extrêmement précise et reproductible sur sa très large bande passante de mesure."
