Methane detection with a near-infrared heterodyne phase-sensitive dispersion spectrometer at a stronger frequency modulation using direct injection-current dithering
- Others:
- Équipe Nano-ingénierie et intégration des oxydes métalliques et de leurs interfaces (LAAS-NEO) ; Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS) ; Université Toulouse Capitole (UT Capitole) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J) ; Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J) ; Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)
- Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Agrobiosciences, Interactions et Biodiversité (FR AIB) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Laboratoire de Physico-Chimie de l'Atmosphère (LPCA) ; Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)
- Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, China
Description
Heterodyne phase-sensitive dispersion spectrometer (HPSDS) retrieves the concentration of gas samples by measuring the refractive index fluctuations near the molecular resonance. Compared to previous HPSDS studies focusing on pure intensity modulation, it is attractive to investigate the performance of HPSDS sensor based on a distributed feedback (DFB) laser under conditions where frequency modulation is much higher than intensity modulation. In this work, we report the implementation of a near-infrared HPSDS for methane detection based on the direct modulation of a DFB laser. The performance of our HPSDS is assessed using the characteristic absorption peak of methane near 1653.7 nm. Long-time measurements show that our HPSDS has a detection limit (MDL) of 1.22 ppm at standard atmospheric pressure and room temperature. In the same experimental conditions, we have experimentally compared HPSDS to wavelength modulation spectroscopy (WMS) to evaluate the dynamical range, long-term stability, and precision limits of the two methods.
Additional details
- URL
- https://ulco.hal.science/hal-04289266
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04289266v1
- Origin repository
- UNICA