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可调谐半导体激光吸收光谱技术的调制参量影响及优化选择 被引量：14
1
作者 张志荣 孙鹏帅 +5 位作者 夏滑 庞涛 吴边 崔小娟 王煜 董凤忠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期35-44,共10页
为获得较好的谐波信号,完成不同测量目的,以DFB-760.77nm波长处氧气监测为例,通过改变扫描锯齿信号和调制正弦信号的频率和幅值,讨论了调制参量对二次谐波信号峰-峰值、对称性、谐波信号展宽和信号完整性等判别依据的影响和变化.结果表... 为获得较好的谐波信号,完成不同测量目的,以DFB-760.77nm波长处氧气监测为例,通过改变扫描锯齿信号和调制正弦信号的频率和幅值,讨论了调制参量对二次谐波信号峰-峰值、对称性、谐波信号展宽和信号完整性等判别依据的影响和变化.结果表明:Sinmulink模拟值和实验值相关性较高,当正弦调制信号和锯齿扫描信号频率比值为1 000倍时,可以获得较好的二次谐波信号.该研究为实验系统中调制参量的选取和调制度及系统准确度、稳定性、重复性等性能的优化提供了一定帮助. 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术 调制参量 扫描锯齿波信号 调制正弦波信号 谐波信号
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利用可调谐半导体激光吸收光谱技术对燃烧环境中的CO在线测量 被引量：11
2
作者 王超 王飞 +4 位作者 邢大伟 张海丹 吴奇 岑可法 严建华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期176-180,共5页
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,选用2.3,μm附近的R(30)吸收谱线,利用波长调制技术分别对高温管式炉炉中标定的CO/N2气体和自制燃油炉燃烧烟气中CO体积分数进行测量.引入激光强度影响系数Tr(t)对实验结果进行修正,以排除激光强度变... 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,选用2.3,μm附近的R(30)吸收谱线,利用波长调制技术分别对高温管式炉炉中标定的CO/N2气体和自制燃油炉燃烧烟气中CO体积分数进行测量.引入激光强度影响系数Tr(t)对实验结果进行修正,以排除激光强度变化所造成的干扰.结果表明,实验验证了R(30)谱线在1,200,K以下,随着温度的上升谱线强度上升,更有利于高温下CO测量.测量CO体积分数变化趋势与燃烧工况相符,并且与其他测量仪器所测结果一致,谱线R(30)应用于工业现场中燃烧环境下的CO测量具有一定的可行性. 展开更多
关键词 光学测量 可调谐半导体激光吸收光谱 燃烧 波长调制 CO
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可调谐半导体激光吸收光谱技术光信号相关法氨气浓度流速同时测量 被引量：9
3
作者 张春晓 王飞 +3 位作者 李宁 严建华 池涌 岑可法 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2597-2601,共5页
利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合光信号相关技术可以实现气体浓度和流速的同时在线测量。文章首先介绍了气体浓度与流速测量的基本原理,然后对在近红外通讯波段附近的NH3吸收谱线进行分析,并从中选取适合测量的目标谱线,并进行了... 利用可调谐半导体激光吸收光谱技术结合光信号相关技术可以实现气体浓度和流速的同时在线测量。文章首先介绍了气体浓度与流速测量的基本原理,然后对在近红外通讯波段附近的NH3吸收谱线进行分析,并从中选取适合测量的目标谱线,并进行了相应的计算分析。在常温常压下内径为0.016m长度为1m的管道内,利用流量计配制出不同浓度以及不同流速的NH3和N2混合气体进行相关的试验。利用线宽为15MHz,可连续调谐范围为1cm-1的激光二极管对位于6548.7cm-1处的NH3吸收谱线进行快速扫描,采用直接吸收计算的方法测量得到实时气体吸收信号并计算出气体浓度。同时利用非介入式的光信号相关法,通过布置在管道上下游两个探测器探测到的NH3浓度信号间的相关性,计算得到NH3气体从上游到下游的渡越时间,进而计算出气体流速。计算得到的NH3气体浓度值和流速值与流量计标定值之间相比,其相对误差分别在7%和10%之内。测量系统响应迅速,抗干扰能力强,测量结果重复性好,适用于恶劣的现场测量环境,具有很广的工业应用前景。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 光学信号互相关法 氨气浓度测量 氨气流速测量
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可调谐半导体激光吸收光谱技术对CO2浓度的测量研究 被引量：8
4
作者 信丰鑫 郭金家 +2 位作者 李杰 赵朝方 刘智深 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期137-142,共6页
CO2作为地球大气中第三大含量的痕量气体,也是含量最大的温室气体,会导致气候变暖和生态系统的破坏等一系列环境问题,因此CO2浓度的准确测量具有重要意义。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术利用气体的特征吸收光谱,可以对气体进行... CO2作为地球大气中第三大含量的痕量气体,也是含量最大的温室气体,会导致气候变暖和生态系统的破坏等一系列环境问题,因此CO2浓度的准确测量具有重要意义。可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术利用气体的特征吸收光谱,可以对气体进行无需预处理的高灵敏度测量。基于TDLAS技术,搭建了采用直接吸收光谱的实验系统,根据与水分子的对比分析,选择CO2在2004 nm附近的强吸收线,在27 m的光程下达到的检测限为2.97×10-6。采用LGR气体分析仪作为对比,测量了室内空气的CO2浓度,无人和有人时二者的相关系数分别为0.9965和0.9875,在CO2浓度变化趋势上表现出了良好的一致性。 展开更多
关键词 光谱学 可调谐半导体激光吸收光谱 直接吸收 二氧化碳
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基于可调谐半导体激光吸收光谱法测定天然气水露点技术研究 被引量：6
5
作者 裴全斌 闫文灿 +1 位作者 沈超 姜琛 《计量学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期117-122,共6页
天然气水露点是关系天然气管道输送安全的重要指标之一,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)设计开发了天然气水露点分析装置。根据天然气现场应用需求,搭建天然气在线分析计量装置并进行测试,进行了激光法天然气在线分析计量装置... 天然气水露点是关系天然气管道输送安全的重要指标之一,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)设计开发了天然气水露点分析装置。根据天然气现场应用需求,搭建天然气在线分析计量装置并进行测试,进行了激光法天然气在线分析计量装置关键技术集成与装备试制。开展了仪器的离线标定及实验室稳定性测试,在天然气输气站现场开展了仪器的重复性测试及与冷却镜面法露点仪的比对实验。实验结果表明,在水含量0~300μL/L范围内,仪器测量误差小于±0.5%FS,24 h内仪器漂移量不超过±1%FS,实时在线测量速度不低于1次/s,与冷却镜面法露点仪比对结果在6℃以内。 展开更多
关键词 计量学 水露点 天然气 可调谐半导体激光吸收光谱 在线测量
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利用可调谐半导体激光吸收光谱法同时在线监测多组分气体浓度 被引量：58
6
作者 张志荣 夏滑 +2 位作者 董凤忠 庞涛 吴边 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2771-2777,共7页
由于线宽窄,可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)一般情况下只能对一种气体进行检测。为了实现多气体同时或近同时在线检测,本文以1 578nm-H2S和1 747nm-HCl混合气体同时在线监测为例,研究了3种检测方法:(1)同频10kHz正弦波和两路同频3... 由于线宽窄,可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)一般情况下只能对一种气体进行检测。为了实现多气体同时或近同时在线检测,本文以1 578nm-H2S和1 747nm-HCl混合气体同时在线监测为例,研究了3种检测方法:(1)同频10kHz正弦波和两路同频30Hz不同步的分时锯齿信号法;(2)同频10kHz正弦和30Hz锯齿信号的光开关检测法;(3)多频(10kHz和20kHz正弦信号)正弦调制法。实验结果表明:分时锯齿信号法除幅值略有微小变化外,在使用前后对测试结果影响很小;光开关法在切换过程瞬间会略有不稳定,但不影响后期的浓度反演;多频正弦法的信噪比和抗干扰能力均有所提高,进行HCl探测和H2S探测时,信噪比在激光器关闭和打开情况下分别提高了0.95倍和3.17倍。以上3种方法操作简单,可以方便地实现多气体组分的同时在线监测,提高了TDLAS仪器的竞争力。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 多组分气体 分时锯齿信号 光开关 多频正弦调制
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可调谐半导体激光吸收光谱法监测燃烧过程中CO浓度的变化 被引量：7
7
作者 夏慧 刘文清 +7 位作者 张玉钧 阚瑞峰 陈东 崔益本 何莹 陈玖英 王敏 王铁栋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2478-2481,共4页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对待测气体进行定性或定量分析。它具有高灵敏、高分辨以及快速... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对待测气体进行定性或定量分析。它具有高灵敏、高分辨以及快速检测等特点,已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及泄漏气体的检测,也是在燃烧环境下对气体进行非侵入式实时测量的理想方法。TDLAS技术与开放式的多次反射池相结合,并利用自平衡探测加波长调制的新型检测方法,测量了酒精喷灯燃烧过程中产生的CO浓度,从测量结果中发现酒精喷灯火焰中CO的浓度成一定的周期性,并且得到火焰中CO的平均浓度为49.4(10-6体积比)。实验结果表明利用开放式多次反射池,结合自平衡探测加波长调制探测的新方法,满足了酒精喷灯燃烧过程中CO检测的需要,此系统为发展基于TDLAS的燃烧在线诊断技术奠定了基础。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 自平衡探测 二次谐波探测
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可调谐半导体激光吸收光谱法监测二氧化碳的通量 被引量：11
8
作者 宋雪梅 刘建国 +6 位作者 张玉钧 曾宗泳 何莹 崔益本 陈寅 田勇志 张亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期184-187,共4页
含碳温室气体浓度增加所加剧的温室效应是气候变化的重要原因,大面积范围内二氧化碳气体通量的测量对于评价各类陆地生态系统对大气中主要温室气体浓度的贡献具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收(TDLAS)光谱技术具有高分辨率、高灵敏... 含碳温室气体浓度增加所加剧的温室效应是气候变化的重要原因,大面积范围内二氧化碳气体通量的测量对于评价各类陆地生态系统对大气中主要温室气体浓度的贡献具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收(TDLAS)光谱技术具有高分辨率、高灵敏度以及快速响应等特点,是痕量气体高灵敏快速监测的新方法。文章以可调谐分布反馈半导体激光器作为光源,通过波长调制方法对1.573μm附近二氧化碳气体某一吸收线的二次谐波信号测量,结合激光分束技术,实现对不同高度层面700多米光程范围内二氧化碳气体浓度的快速在线检测。结合大口径闪烁仪测量出来的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度,通过公式计算得到一天内二氧化碳气体的通量在-1.5～2.5mg·(m2·s)-1范围内的波动,突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的状况,使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 二氧化碳浓度 二氧化碳通量
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可调谐半导体激光吸收光谱遥测二氧化碳通量的研究 被引量：10
9
作者 宋雪梅 刘建国 +6 位作者 张玉钧 陆亦怀 曾宗泳 何莹 崔益本 田勇志 田林 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期803-807,共5页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、高灵敏度以及响应时间快等优点。以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源,通过波长调制方法对1 578nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量,结合双开放光路技术,实现对不同高... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高分辨率、高灵敏度以及响应时间快等优点。以室温下工作的近红外可调谐半导体激光器为光源,通过波长调制方法对1 578nm附近CO2气体吸收线的二次谐波信号测量,结合双开放光路技术,实现对不同高度层面700多米长光程范围内CO2气体浓度的快速在线检测。结合大口径闪烁仪测量的莫宁-奥布霍夫长度和特征速度,通过经验公式计算得到CO2气体的通量在-60～60mg.m-2.s-1范围内波动。实验数据与涡动相关比较表明,两者数据整体变化趋势一致,该方法可以获得较理想的结果。突破了目前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象,使大面积范围内痕量气体通量的测量成为可能。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 二氧化碳浓度 二氧化碳通量
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基于可调谐半导体激光吸收光谱的武器发射气体浓度在线检测研究 被引量：8
10
作者 彭澎 狄长安 +3 位作者 张永建 陈昊飞 宋炜 尹强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1397-1403,共7页
电化学气体浓度检测系统检测响应速度慢、动态量程小,不能满足武器系统发射时产生的有害气体成分及浓度测量要求,针对此问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术提出一种适用于武器发射现场的一氧化碳(CO)浓度在线检测方法。分析... 电化学气体浓度检测系统检测响应速度慢、动态量程小,不能满足武器系统发射时产生的有害气体成分及浓度测量要求,针对此问题,基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术提出一种适用于武器发射现场的一氧化碳(CO)浓度在线检测方法。分析基于TDLAS技术的武器发射气体浓度在线检测模型,搭建武器发射时CO在线检测系统,并通过CO吸收峰的选择与控制避免了燃气射流与液体罐内的水对CO浓度测量的干扰;利用单兵火箭在有限空间内发射时产生的CO气体不易消散特点,对基于TDLAS技术的CO在线动态检测性能进行了验证,给出一种适用于武器发射的气体浓度测试方法。测试分析结果表明,基于TDLAS技术的气体浓度检测系统响应速度比电化学气体浓度检测系统快5~15 s,有效量程上限可至100%(体积比),可进行连发射击的快速测量,克服了武器系统发射过程中冲击振动对检测系统的影响。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 武器发射 气体浓度 在线检测 有限空间
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可调谐半导体激光吸收光谱监测农田气体通量特性研究 被引量：1
11
作者 田勇志 刘建国 +2 位作者 张玉钧 陆亦怀 何莹 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1072-1076,共5页
可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高选择性,高灵敏度等特性,非常适合监测农田痕量气体交换过程。采用开放式光程的可调半导体激光吸收光谱和非分散红外光谱技术,在封丘农田进行了一个月监测试验。选择CO2作为目标气体,用两种不同光... 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高选择性,高灵敏度等特性,非常适合监测农田痕量气体交换过程。采用开放式光程的可调半导体激光吸收光谱和非分散红外光谱技术,在封丘农田进行了一个月监测试验。选择CO2作为目标气体,用两种不同光谱技术选择不同的通量计算方法,分别获取农田排放通量。根据实验条件,提出了TDLAS的通量印痕模型,对比分析了两种技术的空间代表性特性,同时分析了数据误差来源和不同外界因素对通量测量的影响特性。结果发现在相同的气象条件下,仪器架设高度越高,光学路径越长,开放光路的TDLAS通量贡献区就越大。这些结果对通量监测中仪器安装有很好的指导意义。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 气体通量 通量印痕
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激光偏振特性对可调谐半导体激光吸收光谱测量技术的影响研究
12
作者 饶伟 王广宇 潘虎 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1567-1573,共7页
为了解决TDLAS系统在工程应用中对发动机或激波管内流场测量时所遇到的偏振干扰问题,开展了传输激光偏振特性对TDLAS测量技术的影响研究。基于一个典型TDLAS工程应用系统的传播光路,推导了TDLAS工程测量系统中归一化出射光强随入射光波... 为了解决TDLAS系统在工程应用中对发动机或激波管内流场测量时所遇到的偏振干扰问题,开展了传输激光偏振特性对TDLAS测量技术的影响研究。基于一个典型TDLAS工程应用系统的传播光路,推导了TDLAS工程测量系统中归一化出射光强随入射光波偏振角的变化关系式,利用这个关系式从理论上研究了由于入射光波偏振态扰动而引入的偏振噪声,利用实际工程测量中使用的发动机尾喷管搭建了实验验证系统,并通过实验对理论分析进行了验证,结果证明通过正入射方式或采用保偏光纤可以将幅度抖动范围在20%以上的偏正扰动有效地消除,根据理论分析和实验结果提出了抑制这种偏振噪声的具体实施方案。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 偏振态 流场参数测量 光纤光学
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煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测 被引量：4
13
作者 段政 孟星星 +6 位作者 李凯亮 孙小聪 田亚莉 宫廷 李传亮 邱选兵 蔡廷栋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期670-677,共8页
为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池... 为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^(-6)到90×10^(-6)的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R2为0.9989;对浓度为20×10^(-6)的乙烯进行连续4000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^(-9)。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500~700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速最快,最大释放量约为40×10^(-6),温度高于700℃时乙烯释放量均开始减少。这一结果为进一步探索煤热解中乙烯的生成机理提供了理论和实验基础。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱技术 乙烯 ALLAN方差 波长调制 煤热解
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利用可调谐激光吸收光谱技术对光路上气体温度分布的测量 被引量：19
14
作者 李宁 严建华 +2 位作者 王飞 池涌 岑可法 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1708-1712,共5页
利用可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS),扫描多条吸收谱线以实现气体温度分布的测量。文章给出了温度分布测量的原理和方程离散化的方法,在气体浓度和压力均匀时,利用带约束最小二乘法计算得到温度分布。根据HITRAN中6330cm-1附近的4条CO... 利用可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS),扫描多条吸收谱线以实现气体温度分布的测量。文章给出了温度分布测量的原理和方程离散化的方法,在气体浓度和压力均匀时,利用带约束最小二乘法计算得到温度分布。根据HITRAN中6330cm-1附近的4条CO谱线的参数,建立了温度在300和600K时,路径长度均为55cm的两段温度分布模型,模拟了测量误差与温度区间长度约束条件的影响。结果表明随着测量误差的增大和约束条件的减弱,计算结果误差相应增大。在5%的测量误差下,计算结果的最大误差为11%,平均误差为2.2%。以管式炉中的高温段和室温下的低温段作为两段温度分布模型进行试验。利用6 330cm-1处的垂直腔面发射激光二极管(VCSEL)扫描得到的4条CO谱线,通过背景信号的三次多项式拟合得到基线,求出温度分布计算所需的光谱吸收率积分值。在四种情况下,计算温度分布结果与模型误差分别为7.3%,6.5%,4.7%和2.7%。 展开更多
关键词 可调谐激光吸收光谱技术 气体温度分布测量 最小二乘法 离散化方法
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调谐半导体激光光谱分时扫描多路方法 被引量：15
15
作者 陈东 刘文清 张玉钧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1901-1905,共5页
针对调谐半导体激光光谱多组分气体检测需要,提出了一种基于多激光分时扫描的激光时分多路新方法.该方法结合了波长调制光谱技术,通过对多台检测激光器输出波长的分时扫描,在一个系统周期内实现多组分气体的准同时检测.将该方法应用于... 针对调谐半导体激光光谱多组分气体检测需要,提出了一种基于多激光分时扫描的激光时分多路新方法.该方法结合了波长调制光谱技术,通过对多台检测激光器输出波长的分时扫描,在一个系统周期内实现多组分气体的准同时检测.将该方法应用于天然气泄漏红外激光多组分检测系统,通过对天然气主要成份CH4和H2S的同时测量,及时发现可能的天然气气体泄漏,在满足灵敏检测的前提下,实现了系统结构的简化. 展开更多
关键词 调谐半导体激光吸收光谱 半导体激光 多路 分时扫描
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基于REC技术的可调谐半导体激光器 被引量：2
16
作者 陈向飞 肖如磊 陆骏 《中兴通讯技术》 2020年第6期50-56,共7页
重构-等效啁啾(REC)技术可以灵活、等效地实现各种复杂结构的光栅和对等效光栅布拉格波长的高精度调控。基于REC技术,分别实现了宽波段、窄线宽、低切换时间的3类半导体可调谐激光器。借助高精度波长调控的优势,制备的3类可调谐半导体... 重构-等效啁啾(REC)技术可以灵活、等效地实现各种复杂结构的光栅和对等效光栅布拉格波长的高精度调控。基于REC技术,分别实现了宽波段、窄线宽、低切换时间的3类半导体可调谐激光器。借助高精度波长调控的优势,制备的3类可调谐半导体激光器均实现了良好的性能。 展开更多
关键词 半导体激光器 可调谐激光器 REC技术
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基于高灵敏激光吸收光谱技术的稳定气态同位素测量及其应用(特邀) 被引量：10
17
作者 张志荣 夏滑 +12 位作者 孙鹏帅 余润磬 杨曦 林雨晴 吴边 庞涛 郭强 李哲 刘旭 蔡永军 SIGRIST Markus W CALSHAW Brain 徐启铭 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期119-135,共17页
稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法,基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术,作为一种较新的同位素丰度测量方法,具有选择性好、精度... 稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法,基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术,作为一种较新的同位素丰度测量方法,具有选择性好、精度高、体积小、无需样品预处理、可以实时原位同时测量气体浓度及同位素丰度等众多优点,得到了极大的关注和使用。本文主要以目前同位素测量的可调谐半导体激光吸收光谱技术、积分腔吸收光谱技术、腔衰荡吸收光谱技术三种激光吸收光谱方法为例,阐述了其基本原理、谱线选择、温压影响因素及其控制、系统组成结构以及部分应用测试结果。通过对测量系统的压力与温度的稳定控制的前提下,选取了合适的同位素测量谱线对,实现了大气CO_(2)气体的13C测量精度为0.3‰,煤层气CH4气体的13CH4测量精度为1.25‰,冰川水H_(2)O中18O、17O和2H的测量精度分别为0.3‰、0.2‰和0.5‰,以及呼吸气体中的13CO_(2)判识“金标准”。通过分析验证了激光吸收光谱技术在同位素测量方面的可行性和可靠性,也充分说明了基于激光吸收光谱技术的测量方法具有非常好的技术优势,将是光谱研究领域关注的重点内容,并在后续的科学研究中占据举足轻重的作用。 展开更多
关键词 气态同位素 可调谐半导体激光吸收光谱技术 积分腔吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术
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可调谐二极管激光吸收光谱技术测量低温流场水汽露点温度 被引量：20
18
作者 聂伟 许振宇 +5 位作者 阚瑞峰 阮俊 姚路 王斌 张步强 何亚柏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1862-1869,共8页
露点温度是表征气体状态的一个重要参数,针对低温环境的低露点温度精确、快速、连续、原位测量的迫切需要,提出了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术对水汽露点温度测量的方案。首先与安徽省气象局的冷镜式露点仪一起对比测量标准温... 露点温度是表征气体状态的一个重要参数,针对低温环境的低露点温度精确、快速、连续、原位测量的迫切需要,提出了可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术对水汽露点温度测量的方案。首先与安徽省气象局的冷镜式露点仪一起对比测量标准温湿度箱内的露点温度,验证波长为1 381nm的TDLAS系统露点温度测量的可行性及精度,然后结合一套开放式的测量装置,进行低温度环境(最低温度100K)水汽露点温度原位测量。得到了实时的露点温度值,其中TDLAS露点测量结果与冷镜式露点仪测量结果一致性较好(相差小于1K),TDLAS测量的时间分辨率为0.83s,远远快于冷镜式露点仪的时间响应速度。对于更低气体温度的露点测量,获得了与气体温度变化趋势相同的露点温度,同时得到了随着环境温度降低,水汽逐渐趋向饱和的结论。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱技术 露点温度 饱和蒸汽压 水汽
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可调谐二极管激光吸收光谱技术在探测灵敏度上的探讨 被引量：4
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作者 陈志 尚丽平 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期81-81,共1页
可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体在特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或定量的分析的一种技术方法。在对痕量气体的监测时一般会采取一定的措施去克服直接吸收型... 可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体在特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或定量的分析的一种技术方法。在对痕量气体的监测时一般会采取一定的措施去克服直接吸收型气体传感器的缺陷,提高检测精度。文中概述了TDLAS技术的研究现状,针对近年来国内外出现的基于可调谐二极管激光吸收光谱技术在减小系统干扰,提高探测灵敏度的技术措施,从系统结构处理,调制解调技术,检测装置的处理,检测信号的处理等多个方面作了深入的研讨。 展开更多
关键词 可调谐二极管激光吸收光谱技术 探测灵敏度 多光程吸收 差分吸收 调制解调
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可调谐半导体激光吸收传感器的温度测量验证 被引量：4
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作者 王广宇 洪延姬 +1 位作者 潘虎 宋俊玲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2358-2363,共6页
开发了一种可调谐半导体激光吸收传感器，用于测量气体的温度，应用扫描波长吸收谱和固定波长调制谱探测水蒸气在7454．4cm^-1和7185．6cm^-1附近的两条吸收谱线。传感器可实现绝对温度测量。固定波长调制谱更可实现10kHz以上的测量带... 开发了一种可调谐半导体激光吸收传感器，用于测量气体的温度，应用扫描波长吸收谱和固定波长调制谱探测水蒸气在7454．4cm^-1和7185．6cm^-1附近的两条吸收谱线。传感器可实现绝对温度测量。固定波长调制谱更可实现10kHz以上的测量带宽。传感器的性能和精度在已知温度和压力的静室中进行测量验证，在600～l000K的设定温度范围，两种方法的测量误差（RMS）都小于2％。表明可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）传感器对于均匀的流场具有快速和精确的温度测量能力。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 固定波长调制谱 温度测量 绝对测量 水蒸气
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