可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术采用可调谐半导体激光器窄带激光扫描气体分子吸收谱线,通过分析激光信号的变化得到气体浓度、压强和温度等参数,具有测量精度高、灵敏度高、响应时间短等优点,可实现气体浓度在线非接触式测量,尤其在高温、强腐蚀、易燃易爆等极端环境下具有巨大优势,被广泛应用于气体浓度测量领域。近年来,随着氮氧化物排放控制标准日益提高,选择性催化还原（SCR）脱硝技术在火电机组中被广泛采用。NH₃作为重要还原剂能够将氮氧化物NO_X还原为N₂,烟气处理过程中逃逸的NH₃直接排放到大气中,会造成环境污染,尤其会加速大气中雾霾颗粒物形成。截止到目前,TDLAS技术主要采用近红外波段（1-2μm）吸收光谱进行气体浓度测量,而气体分子在近红外波段吸收强度较弱,导致基于近红外吸收光谱的TDLAS技术测量精度较低,难以满足工业现场氨逃逸测量要求。由光谱理论可知,与近红外吸收光谱相比,气体分子在中红外波段（4-10μm）吸收强度约为近红外的数百倍。随着中红外波段量子级联激光器（Quantum Cascade Laser—QCL）取得重要进展并逐步商业化,基于QCL-TDLAS的高精度气体检测技术将在未来大气污染物监测领域有着广泛的应用前景。具体研究内容包括:1.利用Trace Pro光学仿真软件模拟了Herriott长光程气体吸收池的反射情况,给出了相关的仿真模型,获得了不同参数变化对于Herriott池激光反射次数及气体吸收总长度的影响规律。2.利用Matlab软件中Simulink模块对QCL-TDLAS及DFB-TDLAS氨排放在线测量过程进行仿真建模分析,包括激光器的信号输出、气体的吸收以及信号的检测模块。分析了在常温常压及火电机脱硝出口不同环境下的激光吸收情况,得到了信号的幅值信息以及气体的吸收率函数。3.通过设定不同的浓度值,得到了NH₃在两种不同激光器光源下的吸光度谱线图。通过吸光度面积-浓度拟合曲线,计算得到不同系统下测量的灵敏度、分辨率及检测限结果并进行了数值对比分析。