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相似文献
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1.
朱涛  史翠华  饶云江  郑建成 《物理学报》2009,58(9):6316-6322
理论分析了利用高频CO2激光脉冲在不同类型光纤中写入长周期光纤光栅(LPFG)时光纤包层和纤芯发生折射率改变的机理和计算方法.结果表明,残余应力释放、快速固化、光纤致密化和熔融变形是高频CO2激光能成栅的主要原因,但采用不同的写入方法、不同的激光写入能量在不同的光纤类型上制作光栅时各种机理的重要性不同.利用长周期光纤光栅对构成的M-Z干涉仪实验测量了高频CO2激光以不同辐射能量在光纤不同作用位置所引起的光纤纤芯或包层的折射率平均变化量,并通过实际制作光栅的过程来初步验证光纤折射率的变化情况.CO2激光与光纤相互作用机理的分析和实验研究为利用这种方法制作折变型全光纤器件提供了实验制作的基础和完善工艺的方法. 关键词: 光纤器件 长周期光纤光栅 2激光脉冲')" href="#">CO2激光脉冲 折变  相似文献   

2.
二氧化碳作为大气中重要的温室气体,与气候变化和人类活动密切相关,因此对其浓度的探测具有重要意义。利用近红外可调谐二极管激光器结合自主设计的便携式小型化柱面镜光学多通吸收池,实现了二氧化碳气体的高灵敏探测。通过Matlab编写光线传输矩阵,优化设计了基于柱面镜的光学多通吸收池,相比于传统Herriott型多通池,具有腔镜利用面积高、在相同体积内可实现有效光程长等特点,在物理基长为15 cm的情况下,实现了14 m的有效光程。实验中使用中心波长为1.57 μm的DFB二极管激光器,采用直接吸收光谱方法对CO2气体进行了探测研究,并用Allan方差对系统性能进行了分析。结果表明,在平均时间为5 s时,系统的探测灵敏度为33.1 μL·L-1,平均时间为235 s时,系统的探测灵敏度可达到5.3 μL·L-1。此外,利用该系统实现了大气中CO2的探测,得到大气中的CO2浓度为383.4 μL·L-1。基于柱面镜多通池搭建的可调谐激光吸收光谱(TDLAS)系统,结合了柱面镜多通池可在小体积内实现长光程和可调谐激光吸收光谱技术高灵敏度、高分辨率、快速响应的优点,大大减小了系统体积,提高了系统探测灵敏度,在气体探测领域有广泛的应用。  相似文献   

3.
海气界面CO2测量对于海洋科学研究具有重要意义,在目前的海洋CO2测量仪器中,基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的设备因灵敏度高、环境适应性强等特点受到关注。TDLAS系统的体积和灵敏度通常受限于多次反射腔的大小和光程。针对海洋CO2脱气量小且灵敏度高的测量需求,自主设计了一套微型多次反射腔,用于TDLAS系统的CO2测量。该微型多次反射腔采用两片口径为25.4 mm、焦距为50 mm的球面反射镜,以38 mm的腔长实现了253次反射,获得了约10 m的光程,封装后的样品池体积仅有90 mL。基于该微型多次反射腔搭建了一套直接吸收TDLAS的CO2气体浓度测量系统,通过标准气体对该系统进行了测试,检测限约为26×10-6,不同浓度气体线性相关度R2为99.986%。同时还将该系统与LGR公司生产的便携式温室气体分析仪(UGGA)进行了对比测量,结果表明二者在白天CO2浓度波动较大和夜晚CO2浓度变化较平稳两种情况下均表现出较好的一致性,R2大于97%。实验结果证明了系统性能,下一步将优化试验装置并进行现场应用。  相似文献   

4.
邹世昌  林成鲁 《物理学报》1982,31(8):1038-1045
本文主要研究连续CO2激光对半导体的照射效应。实验结果与理论分析说明,用连续CO2激光照射可将半导体样片加热到所需的温度。与其它短波长的激光不同,波长为10.6μm的连续CO2激光照射半导体有如下特点:CO2激光是借助于自由载流子吸收与半导体耦合;样片在深度方向被均匀加热;激光背面照射可以增强退火效果。连续CO2激光照射可以固相外延再生长的方式使As离子注入Si的损伤层退火恢复。在再生长的过程中注入的As离子进入替位,电激活率很高,而且不发生杂质再分布。将连续CO2激光背面照射成功地应用于GaAsFET制备欧姆接触,既可避免激光正面照射对器件结构的破坏,又能得到比热退火为好的电学性能。 关键词:  相似文献   

5.
介绍了基于傅里叶变换红外技术检测CO2气体碳同位素比的新方法, 详细介绍了如何从HITRAN红外数据库中提取气体标准吸收截面; 介绍了基于非线性最小二乘法反演CO2气体碳同位素比和整套实验装置的组成及实验步骤. 从理论和实验分析两方面讨论了温度和气压变化对δ13CO2值的影响规律. 对于同一CO2标准气体, 采用FTIR和同位素质谱法两种技术进行了δ13CO2值对比检测, 两种测量技术的平均值差异仅为0.25%. 从实验结果可以看出, FTIR技术可以实现对CO2气体碳同位素比的检测.  相似文献   

6.
利用分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源, 搭建了一套2 μm波段的离轴积分腔输出光谱装置. 利用高纯甲烷气体, 测量了腔镜反射率随腔内气体压力 变化的规律. 当腔内压力为3.59 kPa 时, 标定的镜面反射率为0.99865, 在此条件下, 基长55 cm 的离轴积分腔实现了407.4 m的吸收光程. 选取CO2 在4993.7431 cm-1处的吸收谱线对实际大气中的CO2浓度进行了测量, 探测限为0.53 ppmv (1σ), 利用小波去噪对光谱信号进行了去噪处理, 信噪比提高了80%, 探测限提高到0.29 ppmv(1σ). 利用搭建的装置在实验室内测量了从上午9时到中午12时实际大气中CO2的浓度, 并与H2O/CO2分析仪进行了同时观测与对比分析, 初步验证了测量装置的可靠性.  相似文献   

7.
程成 《物理学报》2003,52(12):3068-3074
详细讨论了封离型CO2激光器中CO2,N2和He三混合气 体含量被优化组合后的激光动力 学机理. 气体优化可以提高激光输出功率的主要机理是通过适当增加N2含量, 使N2激发 态与CO2激光上能级的碰撞频率增加,提高了激光能级粒子数密度和相对布居数 . 同时, 适当减少CO2含量,使总的电子动量输运碰撞频率减小、放电电流增大,导致增 加激光上转动能级的弛豫 关键词: 2激光')" href="#">CO2激光 气体动力学 强化机理  相似文献   

8.
为了突破光热催化CO2还原中太阳能吸收、光热转化以及载流子传输受限的瓶颈,本文受蝴蝶翅膀的启发,将原子薄纳米片Bi2MoO6垂直生长在柚子皮衍生碳(CPP)表面形成具有波导效应的脊阵列,利用多重散射强化太阳光吸收,实现光催化与光捕获中心的有机集成;受植物对光选择性吸收的启发,利用分形结构诱导太阳光的多级吸收,实现全太阳光谱的梯级利用。通过UV-Vis DRS、XPS、瞬态光电流以及DFT研究表明,CPP@Bi2MoO6的脊阵列和分形结构导致禁带宽度降低至2.43 e V并且催化表面温度迅速升高至117.2?C,M-O-C电子桥实现电子跨界面传输并形成“电子–热能–CO2”富集中心,光热效应导致富集在CPP表面的电子向CO2吸附位点迁移,使得CO2被大量电子活化并沿CO2→CO2*→CO2-→COOH*→CO*→CO的反应机理转化。  相似文献   

9.
研究了高位振动态RbH(X1+,v″=15~21)与CO2碰撞转移过程.脉冲激光激发RbH至高位态,利用激光感应荧光光谱(LIF)得到RbH(X1+,v″)与CO2的猝灭速率系数kv″(CO2),kv″=21(CO2)=2.7kvn=15(CO2).利用激光泛频光谱技术,测量了CO2(000,J)高转动态分布,得到了转动温度,从而获得了平均转动能rot>和转动能的变化<△Erot>,发现<△Erot>v″=21≈2.9<△Erot>v″=15.对于v″=16,证实了振动—振动能量转移的4-1近共振过程.在一次碰撞条件下,通过速率方程分析,得到RH(v″)-CO2振转速率系数.对于v″=15,J=32-48,速率系数在1.25-0.33×10-13cm3s-1.之间;对于v″=21,速率系数在2.47-1.53×10-13cm3s-1之间,其能量相关性是明显的.  相似文献   

10.
预电离脉冲群开关技术高功率脉冲CO2激光器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用独特的电极结构和预电离脉冲群开关放电技术, 实现了5kW 量级平均功率横流CO2激光器脉冲激光输出. 关键词: 2脉冲激光')" href="#">CO2脉冲激光 预电离 脉冲群开关  相似文献   

11.
邵君宜  林兆祥  刘林美  龚威 《物理学报》2017,66(10):104206-104206
应用自行构建的恒温差分吸收光谱探测系统,在230—320 K的温度范围内,精确探测1.572μm附近CO_2吸收谱线的变化,获得了不同温度和压强下CO_2气体的吸收截面、自增宽系数、空气增宽系数,这些参数补充和完善了现有的数据库.定量分析了温度、压强对谱线的影响,建立了光学厚度和吸收截面的数值计算模型,并已经用于我国的CO_2激光雷达,为其高精度数据反演奠定了技术基础.这些工作能够提高工作在该波段的差分吸收CO_2探测激光雷达的反演精度.  相似文献   

12.
马昕  龚威  马盈盈  傅东伟  韩舸  相成志 《物理学报》2015,64(15):154215-154215
利用差分吸收激光雷达探测大气CO2, 可以获得其浓度的垂直分布, 对于研究碳源、碳汇的过程有重要意义. 设计了一套种子注入的脉冲差频激光器系统, 作为差分吸收激光雷达的激光光源. 针对脉冲差分吸收CO2激光雷达on波长的高精度稳频的研究空白, 本文提出一种基于匹配的on波长的连续稳频算法. 其基本思想是采用分子饱和吸收法, 测量通过双路吸收池后的差分信号, 计算其光学厚度值(optical depth, OD), 获得实测的伪吸收谱, 当监测到on波长发漂移后, 进行连续的波长调节, 获取其OD值, 最后基于一维的图像匹配算法, 将OD值作为灰度值, 利用图像匹配原理, 进行OD值匹配, 确定当前输出波长在伪吸收谱中的位置, 进而调节至on波长, 实现on波长的连续、稳定输出. 实验结果表明, 提出的稳频算法能够很好的满足高精度的稳频要求, 同时差平方和法在该应用中是最优的, 稳频精度可达到0.3 pm.  相似文献   

13.
田园  孙友文  谢品华  刘诚  刘文清  刘建国  李昂  胡仁志  王薇  曾议 《物理学报》2015,64(7):70704-070704
CH4在大气中的浓度较低(~1.8 ppmv)且混合较为均匀, 不同区域浓度差较小, 其在大气中微量变化的精确观测对反演技术提出了很高要求. 基于高分辨率(0.02 cm-1)傅里叶变换直射太阳光谱, 研究一种高精度、大尺度的CH4浓度反演方法, 高灵敏地观测CH4在大气强背景下的浓度变化. 先利用先验参数实现测量光谱的准确建模, 再采用非线性最小二乘光谱拟合和非线性逐次迭代相结合的方法反演CH4的垂直柱浓度(vertical column density, VCD), 并以7885 cm-1 O2 吸收窗口为参考, 反演CH4的柱平均干空气混合比浓度(column-averaged dry air mixing ratios) XCH4. CH4 VCD和XCH4拟合误差均小于1%, 且绝大多数XCH4反演值均位于Total Carbon Column Observing Network (TCCON)规定的<0.5%区间内. 基于典型的日观测值, 研究了CH4浓度的日变化规律, CH4 VCD随时间变化而减少, XCH4的日变化量小于0.02 ppmv.  相似文献   

14.
刘豪  舒嵘  洪光烈  郑龙  葛烨  胡以华 《物理学报》2014,63(10):104214-104214
研制了一套接收硬目标回波的差分吸收激光雷达系统以用于全天候监测大气CO2浓度变化.系统采用10和12 kHz正弦波分别对处在CO2吸收峰内和吸收峰外的波长进行强度调制,利用单频检测技术提取回波信号.提出了一种利用激光扫频推算系统精度的方法,从而弥补了长期以来只能在理论上计算差分吸收激光雷达系统精度的不足,给实际系统自定标问题提供了一种解决方案.该系统采用全光纤结构,结构可靠,便于移动.利用此系统获得了上海市多天CO2浓度变化曲线,在450 m的积分路径长度上,1 s的积分时间取得了优于3.39×10-6的测量精度.  相似文献   

15.
We present the discovery and frequency measurement of a new FIR laser line from CH2F2 optically pumped by a waveguide CO2 laser. This new line has the same CO2 laser pump line (9R32), offset (+5 MHz) and relative polarization of the strongest FIR laser line of CH2F2, namely the 184.3μm. The frequency is only 19,454 MHz apart from that of this line. We got a frequency measurement of 1,646,196.6 (10) MHz, which corresponds to a wavelength of 182.112 μm.  相似文献   

16.
本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进行了对比。结果表明:采用纯N2线拟合法反算出的浓度的最大相对误差为2.64%,均方值为1.69%;采用去拟合法反算出的浓度的最大相对误差为9.81%,均方值为7.81%。以纯N2吸收谱线作基线的纯N2线拟合方法反算出的浓度的准确度较高,可以为CO_2浓度测量的基线选择提供参考。  相似文献   

17.
采用可调谐二极管激光吸收光谱技术,结合一新型多通池搭建了一套模拟呼吸气体中CO_2同位素丰度的测量装置.气体的压强、温度和流速被很好地控制且均能保持长期的稳定性;采用三次多项式拟合光谱基线,对光谱进行归一化,很好地消除了功率变化对测量结果的影响;利用移窗-回归技术消除频率漂移对同位素丰度测量的影响.实验结果表明:移窗-回归法的引入不仅延长了系统的稳定时间,还提高了系统的测量精度;小波去噪的应用获得了比多光谱平均法高2倍的信噪比;系统的稳定时间为100 s;Kalman滤波后系统测量精度为0.067‰.  相似文献   

18.
王倩  毕研盟  杨忠东 《物理学报》2018,67(3):39202-039202
气溶胶引起的光学路径长度改变是影响高分辨率近红外光谱反演大气CO_2浓度的重要误差源.本文利用高精度大气辐射传输模式模拟中国碳卫星观测,结合CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星的气溶胶廓线产品研究了不同特性的气溶胶对卫星观测光谱的影响.模拟结果显示:气溶胶散射引起的光学路径长度改变与气溶胶类型、模态以及垂直分布密切相关;城市型和海洋型气溶胶对观测光谱影响很大;多层分布的积聚模态大陆型和海洋型气溶胶在光学厚度小于0.3时,会引起5%以内的负辐射变化,随光学厚度不断增加会引起正的辐射变化;主要以粗粒子模态存在的气溶胶在不同的垂直分布情况下均会引起辐射的负变化,从而造成CO_2浓度的高估;另外,随气溶胶分布高度变高,负的辐射变化程度会逐渐减小.  相似文献   

19.
朱湘飞  林兆祥  刘林美  邵君宜  龚威 《物理学报》2014,63(17):174203-174203
为了提高差分吸收CO2探测激光雷达的反演精度,本文采用可调谐半导体激光吸收光谱技术,利用双光路差分实验系统,在不同温度和压强下精确探测了CO2吸收谱线(1.572μm附近)的精细结构,分析了吸收光谱谱型的变化差异,获得了5个温度(287K,297K,311K,315K,324K)的压力增宽系数和吸收截面,推算出了CO2的温度相关指数.这些参数是对现有数据库的补充和完善,确保差分吸收CO2探测激光雷达的精确反演,从而提高其探测能力.  相似文献   

20.
二氧化碳(CO2)是环境大气以及燃烧废气的主要成分,同时也是重要的化工原料,对其浓度进行高灵敏度检测在物理、生物、化学等众多学科中均有重要的应用。传统检测方法已经无法满足国防科研、能源化工、医疗诊断等科技前沿领域中对CO2浓度检测的需求。石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种激光检测技术,具有高分辨率、小体积、对环境噪声免疫等优点。基于QEPAS技术探测灵敏度与激励光功率成正比的特性,以中心波长为1 572 nm的窄线宽分布反馈式半导体激光器为激励光源,将掺饵光纤放大器(EDFA)与QEPAS技术联用,提出了功率增强型QEPAS技术,实现了光声信号的大幅度提高。此外,通过波长调制技术、谐波解调技术以及电调制相消技术的使用,成功将装置的整体噪声压制在音叉式石英晶振的理论热噪声水平。激光波长调制深度对装置信号幅度的影响也通过实验在一个标准大气压下进行了研究。结果显示,对6 361.25 cm-1处CO2气体吸收线,当激光功率为1 495 mW,调制深度为0.33 cm-1,系统探测带宽为0.833 Hz时,功率增强型QEPAS装置对CO2的探测灵敏度为3.5 ppm,归一化等效吸收系数为1.01×10-8 W·cm-1·Hz-1/2。  相似文献   

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