近年来,激光吸收光谱技术取得了巨大进步,应用领域不断拓展。在气体检测中,激光吸收光谱技术已实现了近百种气体的定性或定量测量,并以气体分子为测量对象,可实现温度、流速、压力等参量的同时非接触测量。激光吸收光谱气体检测涉及到安全监测、工业流程优化控制、废气源排放监测、环境中痕量有毒/有害/易燃/易爆成分探测、呼吸气体分析及某些疾...
随着半导体激光器的发展,可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术有了巨大的进步,应用领域迅速扩大。已经有超过1000种TDLAS仪器应用于连续排放监测以及工业过程控制等领域,每年全球出售的TDLAS气体检测仪器占据了红外气体传感检测仪器总数的5%-10%。运用TDLAS技术,已经完成了几十种气体分子的高选择性、高灵敏度的连续在线测量,实现了不同领域...
分子吸收光谱数据,包括谱线的位置、强度、压力位移系数及展宽系数等,是研究温室效应、大气环境监测以及星际气体探测等应用的基本参考。随着激光技术的飞速发展,光腔衰荡光谱技术以其极高的探测灵敏度和测量精度,被广泛应用于分子光谱测量。结合各种复杂精密光谱线型,可以获得大量可靠的高精度光谱数据参数。这些结果被用于更新光谱数据库,甚至...
腔增强吸收光谱技术具有实验装置相对简单、灵敏度高、环境适应性强等特点，是高灵敏吸收光谱技术的重要组成部分。随着半导体材料和封装工艺的发展，腔增强吸收光谱技术在光路结构、光源选择、以及与其他光谱技术的联合应用方面有了极大的改进和拓展，在环境监测、医疗诊断、国防建设、工业生产等领域有广阔的应用前景。对腔增强吸收光谱技术的...
主要回顾了近几年石英增强光声传感技术的最新研究进展,展望了未来几年该技术的发展趋势。从石英增强光声传感技术的基本原理开始,介绍了传统的石英增强光声传感器系统的搭建,围绕如何降低系统噪声和进一步提高探测灵敏度展开论述。阐述了定制音叉式石英晶振的建模与设计,详细讨论了如何使用定制的音叉探索新型光谱测声器配置,使探测灵敏度提高...
可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术作为一种先进的光谱检测手段已经被广泛应用于燃烧流场和风洞环境的过程诊断中,它可以实现流场温度、组分浓度、气流速度等多参数的在线精确测量。介绍了TDLAS技术的基本原理及其在流场参数测量领域的发展历程,总结了近几年来在超燃冲压发动机、航空涡轮发动机以及超声速风洞等流场参数测量方面所开展的TDLAS应...
带间级联激光器（ICL）是近年来发展起来的高性能中红外光源,覆盖中红外3-6μm谱段。其具有电光效率高、阈值电流低、可室温连续工作等优点,是痕量气体检测领域最具吸引力的半导体激光器之一。分析了中红外指纹吸收光谱的特征,简述了带间级联激光器的发展、工作原理和特性,综述了基于中红外宽带吸收光谱的高灵敏、特异性检测技术的发展,并对今后...
噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术（NICE-OHMS）结合了频率调制光谱和腔增强吸收光谱两种技术,是目前探测灵敏度最高的激光吸收光谱技术。首先介绍NICE-OHMS技术的基本原理和实现过程,然后概括其发展现状,重点介绍各个课题组采用的激光源、腔的精细度等关键参数,及其对探测灵敏度的影响,最后提出限制NICE-OHMS技术探测灵敏度的主要因素及其解决...
光声光谱（PAS）技术是痕量气体传感领域内十分重要的探测技术,科研人员正致力于提升光声光谱气体传感技术的性能,以满足不同的应用需求,其中通过增强激发光功率来提升探测灵敏度是当前行业内的研究热点,并已取得了许多突破性进展。介绍了这一重要领域的研究现状,总结了各类技术手段的工作原理、技术特点以及最新研究成果,并对其发展趋势进行了...
燃烧场组分的测量对于燃烧诊断具有重要的研究意义。基于可调谐激光吸收光谱（TLAS）技术,采用中红外带间级联激光器（ICL）扫描一氧化碳（CO）的2060cm^-1（v=1←0,P20）吸收谱线,实现了对燃烧场CO浓度的测量。实验通过燃烧产物H2O的7154.35cm^-1和7467.77cm^-1吸收谱线的谱线强度比值反演燃烧场温度,以此修正测量环境下CO谱线强度参数,实现CO...
深海海域蕴藏着丰富的矿产、能源和生物资源,具有潜在的巨大经济价值。深海溶解态矿物质是海底热液活动及演化的重要示踪剂。以深海海水中的硫离子为研究对象,以迷你型高功率发光二极管（LED）作为激发光源,采用全光纤传输方式的设计理念,结合基于朗伯-比尔定律的全光谱检测方法和化学显色法,对深海离子矿物质的检测方法开展研究。在数据处理上,...
H2S是SF6气体绝缘设备中放电故障诊断的特征组分之一;针对H2S在红外波段吸收系数小,传统光学检测方法对H2S检测灵敏度较低的问题,结合大功率光纤激光放大技术、共振式激光光声光谱技术、波长调制光谱技术和二次谐波检测技术,提出了一种基于光纤放大激光光声光谱的SF6分解组分H2S气体的超高灵敏度检测方法;采用近红外可调谐窄线宽分布反馈激光二...
采用波长为1570nm的激光器分析了天然气背景下的硫化氢气体,通过自动化配气站产生了体积分数为0-10-4的硫化氢混合气体,获取了92组稳定状态的光谱数据,采用极限学习机（ELM）的回归模型反演了硫化氢浓度。把非线性迭代偏最小二乘法引入到光谱预处理中,利用光谱特征参量与浓度参量建立了回归模型,采用五折交叉校验的方法对模型进行了评估。测试结...
针对可调谐激光二极管吸收光谱技术,提出用于对气体吸收信号进行分段快速傅里叶变换提取二次谐波信号的方法,将该方法与传统正交锁相放大器的谐波信号处理方法进行对比;利用MATLAB软件模拟产生乙炔气体吸收信号,分别验证正交锁相放大器和分段快速傅里叶变换算法的功能;设计基于LabVIEW软件的正交锁相放大器与快速傅里叶变换传感器信号处理平台,...
与目前广泛应用的532nm波段的发射波长相比,采用355nm波段发射波长进行大气温度观测对分光光谱仪的精度要求更高,分光光谱仪的线色散率要达到0.1nm/mm。提出了一种新型高线色散率纯转动拉曼激光雷达分光光谱仪,通过设计双光栅结构来达到激光雷达纯转动拉曼回波信号分光的目的。利用Zemax软件进行设计,模拟分析结果显示：间隔0.1nm的两个相邻光谱...
提出了一种基于受激布里渊散射（SBS）及吸收光谱的橄榄油等级鉴别方法。采用紫外-可见吸收光谱法对不同等级的橄榄油进行检测,依据所获得光谱吸收峰的数量及位置可以实现各等级橄榄油的初步鉴别与分析。在吸收光谱实验的基础上,采用SBS光谱法,通过测量不同温度下各等级橄榄油的SBS光谱,分析SBS频移随温度的变化。实验结果表明：不同等级橄榄油...
研制了一套可用于探测背景大气SO2和NO2的差分吸收激光雷达系统。该系统利用两台Nd：YAG激光器的二倍频和三倍频产生532nm/355nm的激光,分别去抽运四台窄线宽的染料激光器,从而获得测量大气SO2和NO2分布所需的两对激光波长300.05nm/301.5nm和446.6nm/448.1nm。实验数据表明,在晴朗的天气条件下,当空间分辨率为15 m且积分时间为30 min时,大气SO2...
光晶格钟需要高稳定度的超稳激光,而超稳激光的频率稳定性受限于超稳腔的热噪声和温度涨落,因此,降低超稳腔的温度涨落对于超稳激光的频率噪声达到热噪声极限具有重要意义。分别从时域和频域上分析了达到热噪声极限对超稳腔温度稳定性的要求,设计了超稳腔控温系统,其包括一层被动隔热、两层主动控温的超稳腔真空系统和主动控温装置;找到了超稳腔...
提出了一种可调谐多波长布里渊随机光纤激光器,其具有半开腔结构,一端利用3dB耦合器构成全反端,另一端利用单模光纤中随机分布的瑞利散射作为反射,经掺铒光纤放大器放大后的布里渊抽运光,在长单模光纤中形成级联的高阶受激布里渊散射,即实现多波长布里渊随机激光输出。实验结果表明：当布里渊抽运波长为1530nm时,从该激光器最多可获得7个斯托克...
实验研究了具有单斜独居石结构的钒酸镧（m-LaVO4）晶体的室温拉曼光谱,报道了基于m-LaVO4晶体作为拉曼增益介质的主动调Q内腔式脉冲拉曼激光器。受激拉曼变频实验以波长为808nm的光纤耦合半导体激光器（LD）作为抽运激发光源,Nd：YAG晶体为产生基频激光的增益介质,融石英声光调Q器为主动调Q元件,采用紧凑的法布里-珀罗两镜平凹谐振腔可有效地产...
研究了1.06μm连续激光辐照损伤CCD探测器的进程及不同损伤阶段CCD探测器成像能力的削弱程度。通过电子显微镜（SEM）扫描分析损伤机理,结合损伤状态下的CCD图像,解释了各损伤阶段成像质量变化的原因。结果表明：在点损伤阶段,微透镜熔融汽化,失去聚焦光束的能力,使得进光量减少,图像灰度降低,同时汽化的微透镜冷却后附着在封装玻璃表面,这是成像...
基于InGaSb/AlGaAsSb材料体系,制备出了一款高性能的镀膜激光器。为了性能对比,同时制备了未镀膜激光器。未镀膜的器件在注入电流为3.0A时,室温连续模式下的输出功率达到300mW,最大插头效率为8.3%。镀膜器件在注入电流为2.6A时,室温连续模式下的输出功率达到380mW,最大插头效率为15.6%;另外,在0.3-2.4A的注入电流范围内,镀膜器件的插头效率均大...
研究发现,空间光束在增益介质中相互干涉,产生空间烧孔现象,形成增益光栅。简并的四波混频作用形成的增益光栅在谐振腔内多次振荡后,具有产生自调Q、自适应、窄化带宽和相位共轭激光输出的能力。在掠入射式结构的非互易式激光谐振腔中,采用脉冲抽运单块Nd：YVO4晶体,利用增益光栅的上述特性,分析了影响输出单频稳定性和输出能量的因素,通过优化...
利用飞秒激光双光子直写技术,在微流控芯片内部集成了一款三维（3D）弹簧状流量传感器。加工的弹簧状流量传感器可以循环拉伸多次,且变形可逆。另外,不同的激光曝光能量能够加工不同厚度的弹簧状流量传感器,从而可以检测出不同范围的流速,最小可检测10-12量级的流速。该流量传感器可以用于多种微流控器件中,尤其适用于需要将流速检测与微流控器...
采用脉冲激光沉积法,室温条件下在透明导电玻璃衬底上制备了Bi3.95Er0.05Ti3O12（BErT）薄膜。研究结果表明,低沉积氧气压下制备的BErT薄膜表面致密,平整无裂缝,且呈非晶结构;当沉积氧气压为3Pa时,BErT薄膜厚度约为180nm,表现出优秀的介电性能,即当测试频率为1kHz时,室温介电常数为52,介电损耗为0.025。同时,BErT薄膜的介电性能随频率、电压和温...
采用激光电弧复合焊技术焊接了T91耐热钢,在750℃下对焊接接头进行了不同时间的高温时效处理,研究了焊缝、热影响区及母材的组织演化,并对析出物进行了分析。结果表明,随着高温时效处理时间的增加,焊缝中的晶粒逐渐增大,马氏体板条宽度增加并逐渐碎化为亚晶结构,析出物逐渐粗化并向晶界或亚晶界聚集,显微硬度逐渐减小。不同时效处理时间下的焊接...
利用激光冲击强化技术对AM50镁合金进行了表面处理,研究了试样在NaCl溶液中的抗应力腐蚀性能和断口形貌的变化,并对断口进行了成分分析;研究了激光冲击层数和氯离子浓度对AM50镁合金耐腐蚀性的影响。结果表明,大面积激光冲击强化处理的AM50镁合金表面产生了残余压应力,表层晶粒得到细化,AM50镁合金的抗应力腐蚀性能得到改善。AM50镁合金的抗应力...
利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数,得到其非线性吸收系数为3.46×10^-13 m/W,双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36GW/cm^2,荧光淬灭的阈值功率密度为2.89GW/cm^2。基于所得到的测试参数,理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0nm,并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨...
采用高温熔融法制备了Tm^3＋/Dy^3＋共掺杂铋酸盐玻璃样品。利用样品的差热分析曲线、拉曼光谱、红外透过光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线,对800nm激光二极管抽运下样品的1.47μm宽带发光特性进行了研究。研究结果表明,制备的铋酸盐玻璃具有良好的热稳定性、较低的声子能量和较高的红外透过率。当Dy^3＋的摩尔分数为0.3%时,实现了对Tm^3...
衍射光栅在各行各业有着广泛的应用,这就要求光栅必须具有良好的质量。在制作大尺寸光栅的各种方法中,激光直写技术具有明显优势,采用并行激光直写技术制作出了尺寸为100mm×100mm、线数为1780line/mm的正弦形光栅。首先对光栅进行理论分析,找出正弦形光栅在效率最高时的槽深;然后用激光直写技术制作光栅,最后在光栅表面镀上一层金膜。测量了光栅...
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