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Uno degli strumenti più efficaci nella lotta contro l’inquinamento atmosferico e le emissioni di carbonio è la tecnica della spettrometria di assorbimento dei gas. Utilizzata per rilevare gas come monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO2) e ossido di azoto (NO), la tecnica è ampiamente utilizzata nelle fabbriche e negli impianti di lavorazione, compresi gli impianti di fabbricazione di semiconduttori. La spettrometria ad assorbimento di gas sfrutta le proprietà ottiche dei gas nella banda di lunghezza d’onda Mid Wavelength Infra Red (MWIR). Molti gas di interesse assorbono la luce a una lunghezza d’onda specifica, utilizzando comunemente i laser come fonte di luce: rispetto a un mezzo di riferimento, un gas di interesse assorbirà parte della luce laser e la potenza ottica rilevata della sorgente ne risulterà ridotta. Il valore del picco di assorbimento consente l’accurata rilevazione e identificazione di uno specifico gas. Con sede a Shanghai, MicroPhotons è un distributore di prodotti ottici e supporta i propri clienti nello sviluppo di applicazioni di tecnologia ottica come spettrometria, rilevamento e analisi di gas. L’azienda è stata contattata da un cliente affinché li aiutasse con un progetto che richiedeva una misurazione accurata dei sistemi ottici nella porzione MWIR dello spettro. La sfida per MicroPhotons era che le tecnologie esistenti per rilevare i livelli di assorbimento dei gas richiedono l’uso di azoto liquido per raffreddare gli emettitori. MicroPhotons ha pianificato di sostituire gli emettitori super raffreddati con una sorgente luminosa super continuum, consentendo di eseguire misurazioni dell’assorbimento di gas a temperatura ambiente. Sebbene sia più conveniente e consenta di risparmiare una grande quantità di tempo per i test, questo approccio richiede una precisione di misurazione molto elevata da parte del optical spectrum analyzer (OSA) utilizzato per caratterizzare la sorgente luminosa. Inoltre, i gas da monitorare avevano picchi di assorbimento a lunghezze d’onda attraverso l’intero spettro MWIR, da 1,9 a 5,5 μm mentre la maggior parte degli OSA sono progettati per l’uso con sistemi di telecomunicazioni, che richiedono solo la misurazione di lunghezze d’onda inferiori a 1,7 μm. MicroPhotons era alla ricerca di un singolo strumento in grado di coprire l’intero spettro MWIR. Ciò avrebbe potuto ridurre drasticamente i tempi e gli sforzi per i test, evitando la necessità di impostare e calibrare più di uno strumento di misurazione durante i test di apparecchiature per il rilevamento di gas con picchi di assorbimento diversi. Per soddisfare le esigenze dei propri clienti, MicroPhotons ha scelto l’ OSA AQ6377 di Yokogawa. Nell’intervallo da 1,9 a 5,5 μm, l’AQ6377 è l’unico OSA in grado di analizzare l’intero spettro di lunghezze d’onda. L’AQ6377 è l’ultima versione della serie AQ6300 di OSA Yokogawa. La prima OSA al mondo ad offrire l’analisi in side mode dei laser MWIR, oltre a una copertura estesa della lunghezza d’onda nella regione MWIR da 1,9 a 5,5 μm. La sua vasta gamma di lunghezze d’onda rende l’AQ6377 ideale per il rilevamento ambientale e le applicazioni mediche. Il dispositivo raggiunge anche una precisione di misurazione della lunghezza d’onda di ±0,5 nm e fornisce una gamma dinamica ravvicinata di 50 dB, grazie alle caratteristiche spettrali nitide del monocromatore dell’AQ6377. Ciò significa che i segnali nelle immediate vicinanze possono essere chiaramente separati e misurati con precisione. Secondo il signor Wang, CEO di MicroPhotons, l’OSA AQ6377 ha fornito misurazioni eccezionalmente accurate delle emissioni sia dei laser sintonizzabili che della sorgente luminosa super continuum. Questa accuratezza è stata dimostrata da un esercizio di misurazione eseguito dopo la caratterizzazione della sorgente luminosa super continuum utilizzando l’AQ6377. Il signor Wang afferma che MicroPhotons ha eseguito misurazioni dell’assorbimento delle emissioni dalla sorgente luminosa super continuum caratterizzata. Ha specificato: “Abbiamo misurato gli spettri di assorbimento di una serie di gas tra cui C2H2, C2H6, C3H8, e NH3. “I risultati della misurazione hanno seguito molto da vicino i dati forniti dallo strumento online SpectraPlot, che fornisce un riferimento per le caratteristiche ottiche dei gas. Questo ci ha dato grande fiducia nel fatto che l’output di misurazione dell’AQ6377, sulla base del quale abbiamo caratterizzato la sorgente luminosa, è estremamente accurato e ripetibile sulla sua larghezza di banda di misurazione molto ampia”. Puoi scaricare il case study completo qui.
