利用位置式数字PID算法提高DFB激光器驱动电源稳定性 被引量：12

1

作者 战俊彤 付强 +3 位作者 段锦 张肃 高铎瑞 姜会林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1757-1761,共5页

由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模... 由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模拟PI深度负反馈环节有效地提高了驱动电流的稳定性。在软件方面,采用位置式数字PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异。利用该驱动电源,对中心波长为1 563.01 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,长期稳定性(>220 h)优于4×10-5,中心波长未出现漂移,为其在红外气体检测中提供了优越性能保障。 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 驱动电源 模拟PI深度负反馈 位置式数字PID算法 1 563.01 NM

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分布反馈式光纤激光水听器阵列研究进展 被引量：6

2

作者 毛欣 黄俊斌 +1 位作者 顾宏灿 孙洋 《光通信技术》 北大核心 2017年第8期21-24,共4页

介绍了目前国内外采用的波分复用、空分复用技术的成阵原理,对要达到零级海况(DSS0)探测要求的水听器灵敏度进行了推导,在此基础上对国内外DFB光纤激光水听器阵列的发展现状进行了总结,最后对DFB光纤激光水听器的发展前景进行了展望。

关键词 光学传感和传感器 分布反馈式光纤激光器 水听器 阵列复用

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基于STM32的DFB气体激光器驱动电路设计与实验 被引量：8

3

作者 李红岩 刘韩飞 +4 位作者 王伟峰 李俊 陈炜乐 刘宝 杨博 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期152-159,共8页

可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监... 可调谐半导体激光吸收光谱技术气体痕量检测系统中,激光器驱动电路存在模块体积大、电流纹波大、温度漂移严重、响应速度慢等问题,容易导致激光器波长偏离谱线吸收峰,影响系统测量精度。为解决上述问题,首先设计集高精度恒流源、实时监测电路、电阻-电压变换电路、温度采集电路、MAX1978制冷器控制芯片、数字PID整定算法等于一体的激光驱动器;然后,实验测试激光驱动器对DFB激光器(1627 nm)电流调谐与温度控制的性能,分析确定DFB激光器波长的电流调谐系数、温度调谐系数以及内部温度误差来源;最后,通过改进B值计算及校正方法,对激光驱动器温度控制误差进行补偿,实现DFB激光器输出波长的精准锁定。实验表明:改善后的激光驱动器较传统激光驱动器的驱动电流绝对误差降低54.5%(±0.005 mA);控制温度绝对误差降低71.4%(±0.01℃);响应时间提高2.98倍(0.067 s/℃);C2H4气体检测系统精度提高17%。研究结果为TDLAS气体检测方法的应用提供了可靠的技术支撑。 展开更多

关键词 气体检测 STM32 分布反馈式激光器 恒流 温控

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用于SERF原子磁力仪的DFB激光器温度控制系统 被引量：7

4

作者 陈晨 秦佳男 +2 位作者 张雪 林君 王言章 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期47-53,共7页

由于分布反馈式(DFB)激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分(PID)控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制... 由于分布反馈式(DFB)激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分(PID)控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面,由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成,构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中,采用ZieglerNichols工程整定方法,实现对P、I和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm的DFB激光器为被控对象,利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明:系统的有效控温范围为5~60℃,控温精度为±0.02℃,稳定时间为20 s。并且在长时间(220 min)测试中,DFB激光器工作温度稳定性优于7.9×10^(-4)(RMS),为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 数字比例-积分-微分(PID)控制技术 Ziegler-Nichols工程整定方法 温度控制系统

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DFB光纤激光器声致弯曲振动研究 被引量：3

5

作者 谭波 黄俊斌 +2 位作者 顾宏灿 李日忠 何琳 《声学技术》 CSCD 北大核心 2008年第5期775-778,共4页

对利用DFB(分布反馈式)光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50... 对利用DFB(分布反馈式)光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz^2000Hz频率范围内的声压灵敏度,绘制了该频率范围内的频响曲线;采用振动液柱法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究,实验数据具有良好的可重复性,实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号,影响其水声探测性能,有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。 展开更多

关键词 DFB(分布反馈式)光纤激光器 非平衡干涉仪 水听器 声压灵敏度 振动液柱法

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采用数模混合双闭环方法的DFB激光器驱动电源 被引量：2

6

作者 曲世敏 王明 李楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期40-44,共5页

由于驱动电流波动会影响分布式反馈式(DFB)激光器激射波长及发光功率,采用数模混合双闭环技术,以TMS320LF28335为核心控制器,设计并研制了一种高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面,该激光器驱动电源采用运算放大器深度负反... 由于驱动电流波动会影响分布式反馈式(DFB)激光器激射波长及发光功率,采用数模混合双闭环技术,以TMS320LF28335为核心控制器,设计并研制了一种高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件电路设计方面,该激光器驱动电源采用运算放大器深度负反馈原理,提高了系统的稳定性(优于4×10-5)。软件设计中,引入Ziegler-Nichols PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异(小于0.5%)。同时,该驱动电源具备防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路和过流保护电路等保护电路。利用该驱动电源,对中心波长为1742 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,在长时间(>220 h)稳定性测试中,驱动电流稳定度优于4×10-5(RMS),满足DFB激光器对驱动电流的要求,具有很强的实用价值。 展开更多

关键词 分布式反馈式激光器 数模混合双闭环技术 Ziegler—Nichols PID算法 驱动电源

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基于中红外量子级联激光器系统的甲醛和甲烷光谱检测（英文） 被引量：5

7

作者 王玲芳 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期591-597,共7页

采用相对灵敏度为3.61×10^-6 cm^-1Hz^-1/2的QCL气体检测系统对室温下的甲醛气体进行了吸收光谱的测试,采用F-P标准具对系统进行相对频率校准,根据此波段甲烷的吸收谱线对甲醛吸收光谱进行绝对频率校准.当调谐QCL工作温度为-15℃... 采用相对灵敏度为3.61×10^-6 cm^-1Hz^-1/2的QCL气体检测系统对室温下的甲醛气体进行了吸收光谱的测试,采用F-P标准具对系统进行相对频率校准,根据此波段甲烷的吸收谱线对甲醛吸收光谱进行绝对频率校准.当调谐QCL工作温度为-15℃～20℃,以每5℃变化时,采集并处理相应的频率调谐光谱.采用He,Ne,Kr,O2和CO2作为本波段的非吸收性缓冲气体作用于甲醛,通过计算光谱数据得出1 253.143 92 cm-1处甲醛的吸收线强度.给出了N2中的展宽光谱以及相应的光谱数据处理残差结果,并对结果进行了分析。 展开更多

关键词 中红外光谱 分布反馈式量子级联激光器 甲醛 甲烷 频率校准

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n-ZnO/p-AlGaN LED结构DFB激光器的设计与分析 被引量：1

8

作者 王斐 胡芳仁 +1 位作者 陈凯文 潘凌楠 《光通信研究》 北大核心 2016年第3期53-55,61,共4页

根据严格耦合波理论和介质平板波导理论,利用Comsol Multiphysic软件仿真设计了基于单晶n-ZnO/p-AlGaN LED(发光二极管)结构的DFB(分布反馈)半导体激光器的光栅结构。针对LED结构加电压后发射近紫外光,分析了二维电场模式分布图,得出单... 根据严格耦合波理论和介质平板波导理论,利用Comsol Multiphysic软件仿真设计了基于单晶n-ZnO/p-AlGaN LED(发光二极管)结构的DFB(分布反馈)半导体激光器的光栅结构。针对LED结构加电压后发射近紫外光,分析了二维电场模式分布图,得出单纵模传输随着光栅不同参量的变化情况。分析表明,在4 V正向偏置电压下,当占空比为50%、光栅周期为109.2 nm、光栅高度为69.8 nm时,光谱线宽窄、单模选择性好,电场模达5.877 4×107V/m。为电泵浦DFB半导体激光器的设计与加工提供了一定的基础。 展开更多

关键词 发光二极管结构 分布反馈半导体激光器 氧化锌 电泵浦

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PID参数整定的半导体激光器温度控制 被引量：11

9

作者 赵斌 李昊 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第4期444-448,共5页

为了降低环境温度对近红外分布反馈式激光器(DFB)的输出光功率以及中心波长波动的影响,采用PID控制方案设计了一种DFB激光器温度控制系统.PID系统通过硬件电路调整比例(K_p)、积分(K_i)及微分(K_d)参数来寻求动态平衡建立时间和最大振... 为了降低环境温度对近红外分布反馈式激光器(DFB)的输出光功率以及中心波长波动的影响,采用PID控制方案设计了一种DFB激光器温度控制系统.PID系统通过硬件电路调整比例(K_p)、积分(K_i)及微分(K_d)参数来寻求动态平衡建立时间和最大振荡幅度的最佳值.结果表明,该温度控制系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为10~50℃.通过较长时间的监测,DFB激光器的温度始终处于稳定状态,输出的中心波长没有出现漂移,能够满足气体浓度高检测精度的要求. 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 温度控制 电阻温度检测器 热电控制器 帕尔贴效应 PID系统 激射光谱 中心波长

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用于量子密钥分发的半导体激光器温控系统 被引量：3

10

作者 秦继伟 洪占勇 +1 位作者 刘建宏 余刚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期702-706,共5页

由于量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)系统对光源的稳定性要求极高,尤其是激光器发出光的波长和光强的稳定性,直接影响了系统的成码率。由此,针对分布反馈式(distributed feedback,DFB)激光器的温度特性,设计一种有效的温度... 由于量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)系统对光源的稳定性要求极高,尤其是激光器发出光的波长和光强的稳定性,直接影响了系统的成码率。由此,针对分布反馈式(distributed feedback,DFB)激光器的温度特性,设计一种有效的温度控制系统。系统以FPGA为控制核心,采用增量式PID算法,对DFB激光器的工作温度进行实时监控。采用热电制冷控制芯片MAX8520作为半导体制冷器(thermoelectric cooler,TEC)的驱动芯片。利用集成于DFB激光器内部的负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)热敏电阻构成温度采集模块,组成闭环负反馈结构。通过实验测试,温度控制精度可达±0.03℃,波长漂移可控制在0.01 nm以内。该温控系统具有电路体积小、效率高和可靠性高等特点,可为激光器提供稳定的温度控制,以保证QKD系统的光源波长的稳定性。 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 增量式PID算法 温度控制 控制精度 稳定性

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基于DFB激光器腔体内XGM效应的阈值判决技术

11

作者 陈大雷 孟生云 董飞鸿 《光通信技术》 北大核心 2019年第11期49-53,共5页

为消除光时分/码分多址等光数字通信系统中的多址干扰(MAI)噪声,提出了一种新型的基于分布反馈式(DFB)激光器腔内的交叉增益调制(XGM)效应全光阈值判决技术。通过将光数字脉冲信号注入DFB激光器,激光器内部出现XGM效应,使用光带通滤波器... 为消除光时分/码分多址等光数字通信系统中的多址干扰(MAI)噪声,提出了一种新型的基于分布反馈式(DFB)激光器腔内的交叉增益调制(XGM)效应全光阈值判决技术。通过将光数字脉冲信号注入DFB激光器,激光器内部出现XGM效应,使用光带通滤波器(OBPF)滤出XGM效应产生的新光谱即可消除信号中的MAI噪声,从而提高数字信号的接收性能。 展开更多

关键词 全光阈值判决 分布反馈式激光器 交叉增益调制效应

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基于光谱吸收式光纤乙炔气体监测系统的研究 被引量：12

12

作者 王玉田 李晓昕 +2 位作者 刘占伟 郭媛 王忠东 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第4期619-622,共4页

选用分布反馈式半导体激光器 (DFBLD)作为激发光源 ,带尾纤的气体吸收气室作为传感器的探测头 ,以及锁相放大器来提取信号 ,并通过谐波检测技术对所提取的微弱信号进行处理 ,设计了一套远距离在线测量乙炔气体的监测仪器。经过理论分析... 选用分布反馈式半导体激光器 (DFBLD)作为激发光源 ,带尾纤的气体吸收气室作为传感器的探测头 ,以及锁相放大器来提取信号 ,并通过谐波检测技术对所提取的微弱信号进行处理 ,设计了一套远距离在线测量乙炔气体的监测仪器。经过理论分析和系统实验 ,表明系统设计方案可行 ,具有较高的精度和一定的应用前景。 展开更多

关键词 乙炔 分布反馈式半导体激光器 锁相放大 谐波检测 在线测量

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红外吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究 被引量：6

13

作者 张英 王海容 +1 位作者 高鲜妮 蒋庄德 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期156-158,共3页

通过对甲烷气体吸收光谱的分析,结合光学器件的发展情况,提出了红外吸收式光纤甲烷气体传感测试方法。该测试系统基本工作原理是多分子气体对特征吸收波长的光吸收作用随浓度变化而变化。该系统以1.33μm波长的分布反馈式半导体激光器(D... 通过对甲烷气体吸收光谱的分析,结合光学器件的发展情况,提出了红外吸收式光纤甲烷气体传感测试方法。该测试系统基本工作原理是多分子气体对特征吸收波长的光吸收作用随浓度变化而变化。该系统以1.33μm波长的分布反馈式半导体激光器(DFB LD)作为光源,响应灵敏度1 nW的光功率计作为光探测器。采用单光路传输,通过实验说明红外吸收式光纤甲烷气体传感器可靠检测小于体积分数15%的甲烷体,为其进行报警等应用打下基础。 展开更多

关键词 甲烷 近红外吸收光谱 光纤传感器 分布反馈式半导体激光器

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小信号低频电流调制下激光频移数学模型 被引量：3

14

作者 阎得科 钟镇 孙传东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1465-1468,共4页

激光通过光纤传输时,线宽越窄,受激布里渊散射的阈值就越低。高功率激光很容易产生受激布里渊散射,影响光信号的传输。对大功率半导体激光器进行小信号电流调制是解决这一问题的方法之一。在正弦小信号调制电流作用下,分布反馈式半导体... 激光通过光纤传输时,线宽越窄,受激布里渊散射的阈值就越低。高功率激光很容易产生受激布里渊散射,影响光信号的传输。对大功率半导体激光器进行小信号电流调制是解决这一问题的方法之一。在正弦小信号调制电流作用下,分布反馈式半导体激光器(DFB-SLD)输出的激光会发生频率偏移,光源线宽展宽,从而可以提高受激散射阈值,进而降低传输损耗。通过理论分析,给出了在正弦小信号低频调制电流作用下激光频率偏移量与调制电流幅度和频率关系的数学模型,进而设计相应的光路和电路进行实验测量,并借助数据拟合的方法给出了数学模型中的参数值。 展开更多

关键词 分布反馈式半导体激光器 调制电流 频率偏移 数学模型

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基于中红外光谱技术的非接触式气体识别电子鼻系统 被引量：3

15

作者 郑明杰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第9期65-67,共3页

为了对混合气体进行非接触式识别,基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱(TDLAS—WMS)技术,采用激射波长为中红外的可调谐分布反馈式量子级联激光器(DFB—QCL),设计并研制了可对被测混合气体进行实时、非接触识别的电子鼻系统。... 为了对混合气体进行非接触式识别,基于可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱(TDLAS—WMS)技术,采用激射波长为中红外的可调谐分布反馈式量子级联激光器(DFB—QCL),设计并研制了可对被测混合气体进行实时、非接触识别的电子鼻系统。该系统采用主成分分析(PCA)和反向传播(BP)混合神经网络模式,通过LabVIEW对气体"指纹信息"数据库进行分析。实验结果表明:该系统可以区分成分为一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、二氧化氮(NO2)和乙烯(C2H4)的混合气体,为混合气体非接触式识别提供了一种便利方法。 展开更多

关键词 非接触式 可调谐二极管激光吸收光谱与波长调制光谱 分布反馈式量子级联激光器 主成分分析 反向传播 电子鼻

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近红外光学反馈线性腔增强吸收光谱技术 被引量：9

16

作者 许非 周晓彬 +2 位作者 刘政波 赵刚 马维光 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期933-939,共7页

腔增强吸收光谱技术(Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy,CEAS)利用激光在腔镜之间的多次反射,增长光与气体介质的作用路径,从而提升探测灵敏度。CEAS的主要噪声来源于激光-腔耦合效率的低下和腔模幅度的起伏。光学反馈腔增强吸... 腔增强吸收光谱技术(Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy,CEAS)利用激光在腔镜之间的多次反射,增长光与气体介质的作用路径,从而提升探测灵敏度。CEAS的主要噪声来源于激光-腔耦合效率的低下和腔模幅度的起伏。光学反馈腔增强吸收光谱技术(OF-CEAS)基于光学反馈(Optical Feedback,OF)效应,将激光频率锁定到腔模频率上,提高了激光-腔的耦合效率。为了避免光学腔直接反射光引起光学反馈,传统的OF-CEAS大都采用三镜V型谐振腔。然而,实验发现当反馈相位控制恰当时,光学腔直接反射光并不会影响光学反馈,激光可以锁定到光学腔的谐振光上。因此,提出了基于线性F-P腔的OF-CEAS。利用透射腔模的对称性计算得到反馈相位控制的误差信号,实现了激光频率到连续101个腔模频率的锁定。最后对32×10^(-6)的甲烷标气进行检测,获得OF-CEAS吸收信号,评估得到的探测灵敏度可达0.54×10^(-6)(1σ)。 展开更多

关键词 激光光谱 腔增强吸收光谱技术 分布反馈式半导体激光器 光学反馈 线性F-P腔

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对数变换—波长调制光谱在气体检测中的应用 被引量：4

17

作者 丛梦龙 孙丹丹 王一丁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期219-224,共6页

为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围,引入对数变换方法和差分检测电路,对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前,由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换,使激... 为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围,引入对数变换方法和差分检测电路,对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前,由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换,使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离,再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略,理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量,并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论,对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下,假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm(1 ppm=10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。 展开更多

关键词 红外吸收光谱 波长调制 谐波检测 分布反馈式二极管激光器

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基于连续波腔衰荡光谱的CO_(2)气体分析装置研制 被引量：2

18

作者 马维光 周晓彬 +5 位作者 曹振松 许非 田建飞 周月婷 刘建鑫 赵刚 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期633-640,共8页

连续波腔衰荡光谱技术(CW-CRDS)可以实现对痕量气体的高灵敏检测。基于(CW-CRDS),采用近红外分布反馈式二极管激光器(DFB-DL)和半导体光放大器(SOA),使用自主设计的高精细度Fabry–Pérot腔、激光驱动器、阈值检测电路,实现了紧凑... 连续波腔衰荡光谱技术(CW-CRDS)可以实现对痕量气体的高灵敏检测。基于(CW-CRDS),采用近红外分布反馈式二极管激光器(DFB-DL)和半导体光放大器(SOA),使用自主设计的高精细度Fabry–Pérot腔、激光驱动器、阈值检测电路,实现了紧凑型气体分析装置的设计。其中SOA在放大激光功率、提升衰荡信号信噪比的同时,还作为光开关,用于触发衰荡事件。整个系统集成在一个700 mm×300 mm×185 mm的定制机箱中,基于该装置测量了位于6359.97 cm^(−1)处的CO_(2)气体,对空腔衰荡的时间序列分析结果显示系统的探测极限为3.85×10^(−8)cm^(−1)。 展开更多

关键词 光谱学 气体分析装置 腔衰荡光谱 CO_(2)气体检测 分布反馈式二极管激光器

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基于TDLAS-WMS的痕量甲烷气体检测仪 被引量：13

19

作者 刘洋 吴佳楠 +2 位作者 陈玫玫 杨欣华 陈晨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期279-282,共4页

甲烷是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,不仅造成煤矿作业的重大安全隐患,而且又是温室效应的重要气体之一,对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,利用甲烷... 甲烷是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,不仅造成煤矿作业的重大安全隐患,而且又是温室效应的重要气体之一,对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,利用甲烷的2v3(第二泛频带)带R(3)支带吸收谱线,设计并研制出痕量甲烷气体检测仪。通过调谐系数-0.591cm^(-1)·K^(-1),采用改变DFB激光器工作温度的方式来获得甲烷在1.654μm处的最佳吸收谱线。待DFB激光器激射中心谱线选择后,通过调节其注入电流幅值来获得合适的发光强度。同时,结合频率调制技术将待测信号频率移至高频区,减小1/f噪声。在光学结构方面,采用有效光程为76m的herriott气室,确保对痕量甲烷气体进行检测。利用该痕量甲烷气体检测仪,在被测气体浓度为50~5 000μmol·mol^(-1)的范围内,对二次谐波信号进行了提取,并利用最小均方误差准则分别对气体浓度、信噪比的关系、谐波峰值信号与气体浓度的关系进行了线性拟合,最低检测限达到了1.4μmol·mol^(-1)。实验表明,谐波波形对称性良好,未观察到强度调制现象,消除强度调制等因素对谐波检测的影响。 展开更多

关键词 痕量甲烷 TDLAS-WMS 分布反馈式激光器 二次谐波

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基于光谱吸收的光纤气体传感器光源波长稳定控制技术 被引量：7

20

作者 张冈 王军 +1 位作者 撒继铭 陈幼平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第3期4-6,共3页

采用具有高精度电流注入模块和温度控制模块的分布反馈式半导体激光二极管作为光纤气体传感器的光源,基于气体吸收和谐波检测理论,分析了当光源输出光谱中心波长位于气体分子吸收峰不同位置时,所产生的谐波具有不同的特征。通过对这些... 采用具有高精度电流注入模块和温度控制模块的分布反馈式半导体激光二极管作为光纤气体传感器的光源,基于气体吸收和谐波检测理论,分析了当光源输出光谱中心波长位于气体分子吸收峰不同位置时,所产生的谐波具有不同的特征。通过对这些特征进行检测并反馈给光源的温度控制模块,可以稳定光源的输出波长,使其与气体分子吸收峰对齐,从而提高测量性能。试验表明该方法对于波长稳定有很好的控制效果。 展开更多

关键词 分布反馈式激光器 谐波测量 波长锁定 气体吸收

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