连续可调谐OPO及其在Cs_2分子频率调制光谱中的应用

采用边带锁频技术 ,在II类相位匹配半整体光学参量振荡器 (OPO)中实现双谐振OPO稳定单频运转 ,通过调谐抽运光频实现OPO输出连续可调谐 ,最大连续调谐范围 2 .8GHz,将其应用于Cs2 分子的频率调制光谱 ,观测到室温附近Cs2 分子气室样品在 10 41.5 0 6nm附近的高分辨率光谱     

连续可调谐OPO及其在Cs2分子频率调制光谱中的应用

采用边带锁频技术,在II类相位匹配半整体光学参量振荡器(OPO)中实现双谐振OPO稳定单频运转,通过调谐抽运光频实现OPO输出连续可调谐, 最大连续调谐范围2.8GHz,将其应用于Cs2分子的频率调制光谱,观测到室温附近Cs2分子气室样品在1041.506nm附近的高分辨率光谱.     

可调谐振幅压缩光的产生及其在频率调制光谱中的应用

通过半导体激光器的注入锁定,产生了频率可在铯原子D2线附近（852。356nm)连续调谐约1GHz以上、压缩度约为0．8dB的振幅压缩光;将其应用在铯饱和蒸气样品的频率调制光谱的演示测量中,信噪比较散粒噪声极限提高了约0．7dB。     

利用可调谐半导体激光光谱技术对含尘气体中NH3的测量

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）并结合波长调制，在近红外波段1531.7nm处对常温常压下的NH₃进行浓度测量.在10m的长程吸收池内得到了25×10^-6的浓度信号，并且在25×10^-6—400×10^-6浓度范围内二次谐波信号与浓度具有良好的线性关系.讨论了粉尘颗粒对于二次谐波信号的干扰，并提出了利用激光强度线性拟合解决颗粒对气体测量干扰的方法. 关键词： 可调谐半导体吸收光谱 波长调制 3浓度测量')" href="#">NH₃浓度测量 颗粒影响     

多光程吸收的频率调制光谱

采用可连续调谐的半导体二极管激光器作探测光源,将多光程吸收光谱技术、频率调制光谱技术和相敏检波技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和分辨率的测量气态分子光谱和进行微量分析的研究装置并利用该装置研究了动态分压强为40Pa和120Pa时,H₂O分子在7462cm^-1和7473cm^-1附近的近红外吸收光谱,检测灵敏度远高于传统吸收光谱技术,为气态分子的光谱研究和微量分析提供了一种高灵敏度的光谱检测方法.     

连续和准连续激光调制谱分析技术的比对研究

为了在面对不同检测需求时,能够选取适合的调谐激光吸收光谱技术方案,对直接吸收光谱、连续调制谱和准连续调制谱三种方法进行了理论分析和实验比较。在相同实验条件下,通过同一激光器测量不同浓度CO2气体,比较了这三种方法的技术特点、信号特征、检测灵敏度。结果表明,准连续调制谱技术具有与连续调制谱相当的检测灵敏度,但是受激光能量间断和较大的寄生幅度调制影响,检测信号相对于气体吸收谱的线形失真较大,因此不太适合依赖光谱线形和线宽的压力、流速测量。为选取更加适用的激光调制谱技术,提供了参考依据。     

温度调谐技术测量CO2在6320～6336cm-1波段的吸收光谱

针对当前可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)技术中调谐范围、调谐时间以及系统复杂性方面存在的不足,提出了利用激光器模块中的热电制冷器(TEC)和负温度系数(NTC)热敏电阻等元件对激光二极管(LD)进行温度宽谱调谐的方法,并在快速温度调谐过程中精确计算激光器的辐射波长。利用温度调谐二极管吸收光谱技术在3s的时间内测得了CO2气体在6320～6336cm-1波段的高分辨率吸收光谱。在此波段共测得8个较强吸收线。将得到的光谱参数与HITRAN 2008中的数据比较,吸收线位置、线强以及半峰全宽(FWHM)的偏差分别小于1%,3%以及6%。另外,测得的14条较弱的吸收谱线也与谱库中的谱线参数吻合。     

高分辨率高灵敏度可调谐近红外二极管激光光谱探测

根据近红外可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)和波长调制光谱技术(WMS)的原理,设计了一套可调谐近红外二极管激光光谱仪,在实验室结合长程吸收池,对各种浓度的CO2进行了测量。测量结果表明,在170m吸收程时,可以探测压力为1．9995Pa的CO2,比原来的实验结果有很大提高a     

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

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.     

小型可调谐单纵模TEA CO2激光器

对在三镜腔中插入法布里-珀罗(F-P)标准具实现单纵模激光输出的方法进行了分析,计算了激光器的输出特性。设计研制了一台单纵模可调谐TEA CO2激光器。采用在三镜腔中插入F-P标准具的方法实现了单纵模激光的调谐输出。当激光器以5 Hz重复频率运转时,得到9P(16)谱线能量大于200 mJ,脉冲宽度约为150 ns。     

对应于铯原子D1线连续可调谐正交压缩态光场的制备

铯原子D₁线的非经典光由于其波长接近于量子点的独特优势,在固态量子信息网络的发展中有着重要的应用前景.在之前的工作中,利用两镜连续简并光学参量振荡器中的参量下转换过程,制备出2.8 d B正交压缩真空态光场.然而,所产生光场的压缩度较低,对于对压缩光具有实用意义的可调谐性能也未做进一步探究.理论分析表明,光学参量振荡器后腔镜对信号光透射率的增加及内腔损耗的减小可以提高压缩度.因此,本文在该研究基础上,通过使用高光洁度腔镜及优化腔镜镀膜参数等方式对光学参量振荡器进行改良,降低了光学参量腔阈值,获得压缩度为3.3 d B的单模正交压缩真空光.当光学参量腔运转为参量反放大状态时,在系统稳定运行的情况下,制备的明亮压缩态光场能够连续调谐80 MHz,为其在量子信息网络中的应用奠定了良好的基础.     

管状预电离可调谐TEA CO2激光器

研制了一种新型的预电离结构——管状预电离器,并将其应用于可调谐TEA CO2激光器。利用光栅选线方案,采用光栅谐振腔,实现了激光的调谐输出。在输出耦合率为50%、气压为40 kPa的条件下,10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四条谱线获得的最高电光转换效率,分别为9.5%,9.7%,9.8%,9.8%。实现了激光器的高重复频率可调谐输出运转,测量了上述4条谱线激光输出的脉冲能量及平均功率,在输出耦合率为50%、气压为30 kPa的条件下,重复频率最高可达190 Hz, 此时的10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四线的平均功率分别为322,321,340,338 W。     

可调谐掺铥光纤激光器线宽压缩及其超光谱吸收应用

可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种应用非常广泛的吸收光谱测量技术.利用宽带可调谐窄线宽光源进行吸收光谱测量的超光谱吸收技术可以在单次扫描中获取一段连续光谱的所有吸收数据,可大大提高可调谐二极管激光吸收光谱技术的数据信息容量和光谱诊断能力.分析了在2μm波段对水进行超光谱吸收测量时对激光器输出线宽的具体要求.利用掺铥光纤在2μm波段较宽的发射谱,采用可调谐法布里-珀罗滤波器和光纤可饱和吸收体相结合的技术方案搭建了一台宽带调谐窄线宽的2μm光纤激光器.获得了1840—1900 nm约60 nm范围的调谐光谱输出,激光器静态线宽仅为0.05 nm.利用该光源对空气中水在2μm波段的吸收光谱数据进行了超光谱吸收测量,在1856—1886 nm约30 nm的光谱范围内分辨了35条水的吸收谱线.通过对不同线宽条件下1870—1880 nm范围内的理论吸收光谱数据进行对比发现,测量数据无法有效分辨分别位于1873 nm和1877 nm处与强吸收线相邻的两条吸收谱线,且测量结果与激光线宽在0.08 nm条件下的HITRAN2012光谱数据库最为接近.这表明,在动态扫描过程中激光器的线宽得到了展宽.     

基于波长调制光谱技术的线宽测量理论及其应用研究

气体吸收谱线的线宽主要包括碰撞作用引起的洛伦兹线宽和分子热运动引起的高斯线宽, 是可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的重要参数. 本项研究在弱吸收条件下, 通过对波长调制法中二次与四次谐波峰值比进行理论分析和仿真计算, 发现无论洛伦兹和高斯线宽如何变化, 二次和四次谐波峰值比具有恒过不动点的特征. 本文基于该不动点提出了一种线宽在线测量的方法, 并以CO₂分子6982.0678 cm^-1 吸收谱线为例进行实验验证. 实验结果表明, 该方法可以精确测量线宽, 进而根据测量得到的线宽确定气体分压和总压, 可有效地提高TDLAS技术在工业现场中的测量精度.     

利用可调谐半导体激光光谱技术对含尘气体中NH3的测量

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)并结合波长调制,在近红外波段1531.7nm处对常温常压下的NH3进行浓度测量.在10 m的长程吸收池内得到了25×10-6的浓度信号,并且在25×10-5-400×10-6浓度范围内二次谐波信号与浓度具有良好的线性关系.讨论了粉尘颗粒对于二次谐波信号的干扰,并提出了利用激光强度线性拟合解决颗粒对气体测量干扰的方法.     

准连续调制激光吸收谱测量封闭室内O2浓度的研究

在开采煤矿的生产活动中,遇到煤矿爆炸或地震、地质等自然灾害,会导致坍塌、掩埋、堆积等情形,进而形成复杂的封闭环境。如果发生人员被困等突发情况,破灾救援、挽救生命工作显得至关重要。封闭环境中O₂的浓度随时间的变化直接威胁到被困人员的生命安全,及时掌握被困人员所处环境的O₂浓度变化对破灾救援机器人作业实施有着非常重要的指导意义。为准确测量O₂的浓度,以封闭室内O₂为研究对象,综合应用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术和波长调制光谱(WMS)技术,设计了一套准连续调制激光吸收谱实验测量O₂浓度系统,对24 h封闭室内O₂的浓度随时间变化情况进行测量研究。实验结果表明,封闭室内O₂的浓度受到室内人员活动的影响,准连续调制激光吸收谱测量方法可以准确测量封闭室内的氧气变化。     

B2H6分子在C2v势阱中的频率分解及其各向异性效应

依据杨-泰勒效应理论、量子理论和群论探讨了具有D_3h对称性构型的B2Hs分子的E（?）e′系统在C_2v势阱中的频率分解及其各向异性现象.借助么正平移变换和标度变换计算出了杨-泰勒畸变后的系统振动频率,结果表明,畸变导致系统二重简并的振动模式e′的振动频率发生了分解,对于系统的4个C_2v势阱而言,无论系统处在哪一个势阱中,畸变所导致的频率分解都是相同的;畸变同时还导致系统的振动基态能量比畸变前降低了.正是这种基态能量的降低,使得畸变后系统就达到了一个更加稳定的状态.文中利用群论进一步探讨了系统的频率分解,结果发现,畸变导致系统的二重简并振动态e′分解为两种非简并的振动态,它们分别具有C_2v群下的a₁与b₂对称性.系统的频率分解与基态能量的降低就意味着系统的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性.     

高温超导材料YBa2Cu3O7-δ在可见光区的电场调制光反射光谱

本文报道了用调制光谱手段对YBa₂Cu₃O_7-δ化合物所进行的光学测量和研究。从对可见光区调制光谱结构的分析和讨论表明调制光谱可以用于研究超导体化合物的电子态结构。从而提出了又一种研究高温超导材料光学特性的新的测试手段。 关键词：     

全内腔可调谐CO2激光器

研制了一台用光栅选支,压电驱动改变腔长的连续CO₂调频激光器。采用全内腔结构,四电极放电。在腔长为2m、放电长度为1.5m的条件下,获得稳定激光输出。输出激光谱线80条以上,最强单线输出功率50 W,单线调谐宽度70 MHz。