在线半导体激光光谱分析技术是一种高分辨率的气体分析方法，主要应用于环境监测、工业过程控制、医疗诊断和航空航天等领域。该技术基于半导体激光吸收光谱（DLAS），由20世纪70年代初的铅盐半导体激光器发展而来，最初由于设备工作温度限制，其在工业应用中的普及受到了阻碍。随着技术的进步，DLAS现在已经成为一种重要的在线气体分析工具，尤其适用于高温、高流速和多相流等恶劣环境。
DLAS的基本原理是利用半导体激光器发射的激光束穿过待测气体，激光强度的衰减与气体的浓度、温度和压力等因素密切相关。根据Beer-Lambert定律，激光强度的衰减与气体浓度成正比，通过测量衰减信息可以推算出气体浓度。同时，由于气体吸收谱线的强度与温度有关，DLAS还可以实现气体温度的测量。在某些情况下，它可以同时测定气体浓度和温度，并进行温度影响的修正，提供高精度的检测结果。
调制吸收光谱技术是DLAS中最常用的一种提高检测灵敏度的方法。它通过快速调制激光频率，使其扫过气体吸收谱线的特定范围，然后利用相敏检测技术测量透射激光光强中的谐波分量，从而分析气体的吸收。调制技术分为外调制和内调制，其中内调制方案因操作简便而更受青睐。内调制通过改变注入半导体激光器的工作电流来调制激光频率，瞬时激光频率由低频扫描和高频正弦调制两部分组成。通过检测调制后的谐波分量，可以有效地减少激光器的噪声，提高测量精度。
在线半导体激光光谱分析技术结合了半导体激光器的灵活性和气体吸收光谱的敏感性，提供了一种强大且灵活的实时气体分析手段。这种技术在环境保护、工业生产、医疗健康和空间探索等多个领域具有广泛的应用前景，对于理解和控制各种化学过程、确保安全和效率具有重要意义。随着技术的不断进步，预计DLAS将在未来继续发挥重要作用，并可能催生更多创新的应用场景。
