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光强非线性响应下的光致热弹光谱光强修正
1
作者
陈祥
刘浩
+3 位作者
姚路
许振宇
胡迈
阚瑞峰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期317-323,共7页
提出了基于光强非线性响应的光致热弹光谱光强修正方法,实现了激光光强的准确修正。控制DFB激光器工作于波长调制模式,设置激光调制频率为16369.75 Hz,通过光纤放大器增强其出射光强非线性项的幅值,光束经多次反射池后汇聚于石英音叉根...
提出了基于光强非线性响应的光致热弹光谱光强修正方法,实现了激光光强的准确修正。控制DFB激光器工作于波长调制模式,设置激光调制频率为16369.75 Hz,通过光纤放大器增强其出射光强非线性项的幅值,光束经多次反射池后汇聚于石英音叉根部激发光热信号,采用数字锁相放大器解调得到对应的谐波信号,通过多项式拟合谐波信号背景,反演得到与浓度及光强分别对应的谐波信号。实验结果表明,当光强从22.03 mW变化至3.16 mW,谐波信号背景幅值与光强具有良好的线性关系,线性相关系数大于0.998,归一化后的谐波信号幅值波动小于0.37%。针对甲烷测量,系统在较大的浓度范围内具有良好的线性响应,谐波信号信噪比表明系统的最低检测限达0.22×10-6。该研究为光致热弹光谱的光强修正提供了一种新的方法,可有效提高LITES系统在长期测量应用中的稳定性。
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关键词
光致
热弹光谱
谐波信号
非线性响应
多项式拟合
光强修正
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职称材料
光致热弹光谱气体检测技术研究进展
被引量：
1
2
作者
娄存广
代佳亮
+2 位作者
李瑞凯
刘秀玲
姚建铨
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期229-242,共14页
光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度...
光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度的各种技术方法角度出发,介绍了近年来开发的提高石英音叉热弹光谱系统检测灵敏度的技术方法,从信号幅值、信噪比、最小检出限和归一化噪声等效吸收系数等方面,对系统的性能改进提升效果进行评估。最后,简要评述了光致热弹光谱在现场气体检测中的应用研究进展,对进一步提高检测系统灵敏度的方法进行了总结与展望。
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关键词
热弹光谱
石英音叉
气体检测
传感器
光声效应
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职称材料
基于圆柱腔的石英增强光谱传感技术研究(特邀)
被引量：
2
3
作者
梁添添
洪颖昊
马欲飞
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期178-187,共10页
设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱...
设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱腔位置进行了理论模拟与优化。实验中,采用水汽为目标探测气体和输出波长1.395μm的半导体激光器为激发源,相比未添加圆柱腔的裸石英音叉系统,添加圆柱腔的QEPAS和LITES系统探测极限分别改善了2.32倍和1.27倍。
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关键词
石英增强光声
光谱
技术
石英增强光致
热弹光谱
技术
圆柱腔
气体传感
石英音叉
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职称材料
题名
光强非线性响应下的光致热弹光谱光强修正
1
作者
陈祥
刘浩
姚路
许振宇
胡迈
阚瑞峰
机构
中国科学院合肥物质科学研究院
中国科学技术大学
香港中文大学
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期317-323,共7页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2020YFA0405703)
装备发展部型号研制项目(No.2005CS016)。
文摘
提出了基于光强非线性响应的光致热弹光谱光强修正方法,实现了激光光强的准确修正。控制DFB激光器工作于波长调制模式,设置激光调制频率为16369.75 Hz,通过光纤放大器增强其出射光强非线性项的幅值,光束经多次反射池后汇聚于石英音叉根部激发光热信号,采用数字锁相放大器解调得到对应的谐波信号,通过多项式拟合谐波信号背景,反演得到与浓度及光强分别对应的谐波信号。实验结果表明,当光强从22.03 mW变化至3.16 mW,谐波信号背景幅值与光强具有良好的线性关系,线性相关系数大于0.998,归一化后的谐波信号幅值波动小于0.37%。针对甲烷测量,系统在较大的浓度范围内具有良好的线性响应,谐波信号信噪比表明系统的最低检测限达0.22×10-6。该研究为光致热弹光谱的光强修正提供了一种新的方法,可有效提高LITES系统在长期测量应用中的稳定性。
关键词
光致
热弹光谱
谐波信号
非线性响应
多项式拟合
光强修正
Keywords
light-induced thermoelastic spectroscopy
harmonic signal
nonlinear response
polynomial fitting
light intensity correction
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
光致热弹光谱气体检测技术研究进展
被引量：
1
2
作者
娄存广
代佳亮
李瑞凯
刘秀玲
姚建铨
机构
河北大学电子信息工程学院河北省数字医疗工程重点实验室
天津大学精密仪器与光电子工程学院
河北大学附属医院
出处
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期229-242,共14页
基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金(No.U20A20224)
河北省自然科学基金(No.F2021201005)
+1 种基金
河北省科技计划项目(No.22321701D)
河北省高等学校科学技术研究项目(No.ZD2022072)。
文摘
光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度的各种技术方法角度出发,介绍了近年来开发的提高石英音叉热弹光谱系统检测灵敏度的技术方法,从信号幅值、信噪比、最小检出限和归一化噪声等效吸收系数等方面,对系统的性能改进提升效果进行评估。最后,简要评述了光致热弹光谱在现场气体检测中的应用研究进展,对进一步提高检测系统灵敏度的方法进行了总结与展望。
关键词
热弹光谱
石英音叉
气体检测
传感器
光声效应
Keywords
thermoelastic spectroscopy
quartz tuning fork
gas detection
sensor
photoacoustic effect
分类号
O433.51 [机械工程—光学工程]
O439 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于圆柱腔的石英增强光谱传感技术研究(特邀)
被引量：
2
3
作者
梁添添
洪颖昊
马欲飞
机构
哈尔滨工业大学航天学院可调谐激光技术国家级重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期178-187,共10页
基金
国家自然科学基金(Nos.62022032,61875047,61505041)
黑龙江省优秀青年科学基金(No.YQ2019F006)
+1 种基金
黑龙江省博士后科研启动金(No.LBH-Q18052)
中央高校基本科研业务费专项资金。
文摘
设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱腔位置进行了理论模拟与优化。实验中,采用水汽为目标探测气体和输出波长1.395μm的半导体激光器为激发源,相比未添加圆柱腔的裸石英音叉系统,添加圆柱腔的QEPAS和LITES系统探测极限分别改善了2.32倍和1.27倍。
关键词
石英增强光声
光谱
技术
石英增强光致
热弹光谱
技术
圆柱腔
气体传感
石英音叉
Keywords
Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy
Light-induced thermoelastic spectroscopy
Cylindrical cavity
Gas Sensing
Quartz tuning fork
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
光强非线性响应下的光致热弹光谱光强修正
陈祥
刘浩
姚路
许振宇
胡迈
阚瑞峰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
光致热弹光谱气体检测技术研究进展
娄存广
代佳亮
李瑞凯
刘秀玲
姚建铨
《中国光学（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于圆柱腔的石英增强光谱传感技术研究(特邀)
梁添添
洪颖昊
马欲飞
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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