光聲紅外光譜（PAS）是一項在環境與大氣監測、工業過程控制及醫學診斷領域頗具前景的痕量氣體檢測與分析技術。其原理是利用紅外光脈沖激發氣體分子的轉動能級與振動能級，被吸收的能量轉化為動能脈沖并形成聲波，由麥克風探測。PAS由此能夠以靈敏且具有選擇性的方式實現緊湊堅固的多組分氣體分析，動態范圍寬、響應時間快。近年來，采用光學激光讀出的MEMS懸臂梁麥克風技術的進展，加之具備高輸出功率的新型單色可調諧中紅外光源的出現，已使ppb級靈敏度與寬選擇性PAS儀器的實現成為可能。
OPO中紅外光源的技術特點
Cobolt Odin中紅外光源在多個方面與PAS儀器的需求相契合。該激光器基于超緊湊光學參量振蕩器（OPO）——一種非線性光學器件，在光學諧振腔內將泵浦激光的波長下轉換為兩個更長的波長。發射波長取決于非線性光學晶體（NLO）的配置，可覆蓋的波長范圍僅受NLO透過窗口的限制。這種寬光譜選擇性與調諧能力是OPO相對于其他中紅外光源的普遍優勢。具體而言，OPO可在2.8–3.6 μm范圍內提供較高輸出功率與可自由選擇的波長，該波段對碳氫化合物的靈敏檢測尤為重要，涵蓋BTX、C2H2、CH4、HCN、HCl、HF等多種污染性或毒性工業化學品的較強基頻分子躍遷。此外，OPO相比其他中紅外技術所具備的寬調諧能力，支持借助共同的信號處理與化學計量學方法實現多組分氣體檢測。該激光器采用專有的HTCure組裝技術，將泵浦激光與OPO諧振器集成于單一密封封裝中，實現緊湊而堅固的激光結構。
探測性能與結構集成
驗證實驗顯示，采用功率95 mW的Cobolt Odin可調諧中紅外激光器進行OPO-PAS甲烷檢測，在1秒積分時間下探測限達到3 ppb。一體化激光頭尺寸僅125×70×45 mm，對環境條件變化不敏感（可耐受60G沖擊及-20 °C至+70 °C的溫度循環），將OPO技術在體積、可靠性與易用性方面提升至新的水平，支持集成至用于現場痕量氣體檢測的緊湊型儀器中。
應用方向
該緊湊型OPO-PAS技術的應用方向包括甲烷（CH4）環境監測、面向汽車蒸發排放測量的乙醇監測，以及面向工業排放監測與過程控制的BTX多組分分析。在這些應用中，OPO/CE-PAS技術有望克服傳統FTIR光譜在靈敏度與選擇性方面的局限。
相關產品
Cobolt Odin系列為可調諧中紅外激光器，波長3264–4330 nm，功率60–80 mW，脈沖重復頻率10 kHz，適用于光聲光譜（PAS）、激光誘導擊穿光譜（LIBS）與光聲學應用。
