Анализ оптимального инфракрасного источника излучения в разработке конструкции стенда газоанализатора с детектором на основе модифицированных лазером пленок селенида свинца

В статье представлены результаты разработки лабораторного газоанализатора на основе халькогенидной пленки селенида свинца (PbSe). Так как технология лазерной модификации малоизучена и находится в фазе активного развития, регулярно появляются новые образцы PbSe-пленок, требующие тестирования. Основной принцип действия детекторов, в которых используются данные пленки, состоит в том, что под влиянием инфракрасного излучения, проходящего через оптическую среду, изменяются электрооптические параметры пленки. Как следствие, регистрация этих параметров (в первую очередь электрического сопротивления), предположительно, позволит и детектировать сам факт наличия определенных газов в оптической среде, и определять их концентрацию. Описаны три разработанных испытательных стенда. В качестве источников излучения выбраны керамическая, галогеновая лампы и многокомпонентный светодиод. Приводятся результаты исследования спектров интенсивности этих источников в инфракрасной области, показаны преимущества и недостатки их применения. Установлено, что мощность, достаточная, чтобы различать наличие газа в системе относительно прочих шумов, лежит в диапазоне от 3 до 6 мВт. Сделан вывод, что в оптических газоанализаторах светодиоды более предпочтительны по сравнению с галогеновыми и керамическими лампами.

The article presents the results of lab gas analyzer development based on lead selenide (PbSe) chalcogenide film. Since the laser modification technology is under-researched and is still actively evolving, new samples of PbSe films appearing from time require to be tested. The fundamental operating principle behind the detector using such films is that infrared radiation changes electrical and optical properties of the film when passes the optical medium. As a result, logging of these properties (first of all, electrical resistance) is supposed to allow detecting specific gases in the optical medium and measuring their concentrations. Three developed test setups are described. Ceramic lamp, halogen lamp, and multi-component LED were selected as infrared radiation sources. The article provides the results of the intensity spectra analysis for the above sources in the infrared radiation range, and shows their benefits and shortcomings. It has been found that the power sufficient to detect the presence of gas in the system relative to other noise lies in the range between 3 and 6 mW. It has been concluded that LEDs are more preferable in optical gas analyzers than ceramic and halogen lamps.