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基于光腔衰荡光谱法的大面积负离子源负离子产生特性研究
1
作者 朱腾赛 梁立振 +3 位作者 谢亚红 曹正坤 彭旭峰 胡纯栋 《核技术》 北大核心 2025年第1期185-191,共7页
光腔衰荡光谱(Cavity Ring-down Spectroscopy,CRDS)是一种灵敏度很高的吸收光谱测量技术。根据该技术在大面积负离子源上的需求,研制了基于负离子光致剥离的CRDS诊断系统,开展了负离子产生相关特性研究。本文首先详细介绍了CRDS装置的... 光腔衰荡光谱(Cavity Ring-down Spectroscopy,CRDS)是一种灵敏度很高的吸收光谱测量技术。根据该技术在大面积负离子源上的需求,研制了基于负离子光致剥离的CRDS诊断系统,开展了负离子产生相关特性研究。本文首先详细介绍了CRDS装置的运行原理和构成,然后利用该系统开展了射频功率、源腔气压和偏置电压等不同实验参数下对氢负离子产生的特性研究。实验结果表明:射频功率和源腔气压的升高都会引起氢负离子的增多,由于两者变化对电子温度产生的不同影响,氢负离子的增长速率在两者影响下的变化情况相反;由于等离子体电位的存在,偏置电压存在一个有利于氢负离子产生的最优值。 展开更多
关键词 负离子源 光腔衰荡光谱 衰荡时间 氢负离子密度 电子温度
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中红外腔衰荡光谱技术的研究进展及应用 被引量：1
2
作者 孙乐 貊泽强 +2 位作者 胡誉元 唐吉龙 魏志鹏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-335,共13页
中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优... 中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优势,介绍了中波红外CRDS技术特点并分析对比了近红外与中红外波段的CRDS技术差异,论述了基于中红外波段的CRDS技术研究现状,最后基于应用研究进展对其前景进行了展望。 展开更多
关键词 光谱学 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测
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基于中红外腔衰荡光谱的CO_(2)检测系统研制
3
作者 张俊博 毛娜请 +4 位作者 徐利军 罗瑞 李元桥 来居翰 刘蕴韬 《同位素》 CAS 2024年第5期438-446,共9页
^(14)C是核反应放射性流出物中最受关注的放射性核素之一,核设施产生的^(14)C主要与CO_(2)标记,因此对^(14)CO_(2)气体进行在线检测具有重要意义。本研究采用腔衰荡光谱技术(CRDS),以CO_(2)为研究对象,选取^(14)CO_(2)吸收谱线的中心波... ^(14)C是核反应放射性流出物中最受关注的放射性核素之一,核设施产生的^(14)C主要与CO_(2)标记,因此对^(14)CO_(2)气体进行在线检测具有重要意义。本研究采用腔衰荡光谱技术(CRDS),以CO_(2)为研究对象,选取^(14)CO_(2)吸收谱线的中心波长2 209.11 cm^(-1)附近检测^(14)CO_(2)的吸收光谱。采用中红外波段量子级联激光器、光学谐振腔、合理的光路设计和气体管路设计,研制基于中红外腔衰荡光谱的CO_(2)检测系统。并采用研制的系统检测不同浓度的CO_(2)(0.5%~1.3%)进行验证。结果表明,待测气体浓度与衰荡时间的倒数之间呈线性相关,证实研制的中红外腔衰荡光谱系统可行。该系统成功实现了对不同浓度CO_(2)气体在中红外波段下的精准测量,使用中红外腔衰荡技术测量得到^(14)CO_(2)的吸收光谱。为未来激光光谱快速原位检测^(14)CO_(2)研究提供了重要的技术支持。 展开更多
关键词 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测系统研制 CO_(2)气体检测
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光腔衰荡光谱法测定质子交换膜燃料电池用氢气中的痕量氨 被引量：2
4
作者 杨孟智 王亚敏 +1 位作者 万伟 刘雅琼 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期554-559,共6页
氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的... 氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的测定结果受管路死体积及测试压力影响较小;光腔衰荡光谱法的平衡时间受管路死体积及测试流量影响较大。在氨摩尔分数0.01~10.20μmol/mol范围内该方法具有良好的准确性,不受质子交换膜燃料电池用氢气中水、硫化氢、一氧化碳等杂质的干扰,是一种操作简便、灵敏度高、准确性好的测试方法,对完善燃料电池车用氢气质量管理体系具有一定意义。 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱法 质子交换膜燃料电池 氢气 氨 痕量
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卡尔曼滤波方法在腔衰荡光谱技术探测气体中的应用
5
作者 李德浩 王丹 +1 位作者 李治艳 陈浩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2727-2732,共6页
腔衰荡光谱技术(CRDS)是一种高灵敏度的痕量气体浓度测量技术,其中衰荡时间的处理尤为重要。为减小由采集和实时测量过程中的噪声影响而引入的衰荡信号测量误差,采用了卡尔曼(Kalman)滤波处理腔衰荡光谱。该方法通过传统滤波方法预处理... 腔衰荡光谱技术(CRDS)是一种高灵敏度的痕量气体浓度测量技术,其中衰荡时间的处理尤为重要。为减小由采集和实时测量过程中的噪声影响而引入的衰荡信号测量误差,采用了卡尔曼(Kalman)滤波处理腔衰荡光谱。该方法通过传统滤波方法预处理获取卡尔曼滤波参数观测噪声协方差σ_(v)^(2)(R),并调整过程激励噪声协方差σ_(w)^(2)(Q),评估滤波效果来优化测量结果。采用含有白噪声的模拟衰荡信号,利用线性回归总和法(LRS)拟合出本底衰荡时间和衰荡时间并进行卡尔曼滤波处理。从均值、标准偏差、残差标准偏差(RMSE)和不同噪声水平四个方面来比较分析,获取合适的Q值范围,分别是小于1×10^(-7)和0.001。实验条件下,应用基于中心波长405nm的二极管激光器和反射率达99.99%以上的高反镜搭建的CRDS气体检测系统,进行大气环境下的NO_(2)浓度测量。采用卡尔曼滤波对本底衰荡时间和衰荡时间进行处理分析。实验结果表明:(1)选取Q值小于1×10^(-7)的卡尔曼滤波处理本底衰荡时间,滤波后的最低检测限提高了9.12倍,并达到4.9×10^(-11);(2)取Q值为0.001处理衰荡时间,保留了时间响应信息,达到明显的降噪作用;(3)系统时间分辨率为1s,相比于以往降低时间分辨率以提高检测限的方法,卡尔曼滤波方法提升了系统灵敏度。实验结果与模拟结果的吻合度,验证了卡尔曼滤波在稳定性和降噪方面的效果。卡尔曼滤波方法在CRDS光谱探测气体的应用,具有很好的实用性,为其他气体的测量优化提供了方法和参考依据。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 卡尔曼滤波 气体检测 降噪 检测限
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基于光腔衰荡光谱技术NO_(3)和N_(2)O_(5)在线测量系统的表征与应用
6
作者 张田甜 左澎 +3 位作者 马璟钰 叶春翔 林伟立 朱彤 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期563-574,共12页
报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜... 报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜的情况下,利用标准源实验确定NO_(3)和N_(2)O_(5)的采样损耗分别为17.0%和18.0%。Allan方差分析结果表明,在60~100s积分条件下可获得较好的系统稳定性。在北京城区开展大气NO_(3)和N_(2)O_(5)观测,结果表明测量系统可以满足大气环境中NO_(3)及N_(2)O_(5)的高灵敏度测量。 展开更多
关键词 NO_(3) N_(2)O_(5) 光腔衰荡光谱技术 参数表征
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LabVIEW在腔衰荡光谱检测系统中的应用
7
作者 秦浩 凌六一 《东莞理工学院学报》 2024年第1期73-78,共6页
腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)具有高精度和高灵敏度,是一种常应用于微量气体浓度检测的方法,而采用这项技术的关键就是衰荡时间的准确获取。本文为此设计一种基于LabVIEW的腔衰荡信号在线处理系统,实现对衰荡信... 腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)具有高精度和高灵敏度,是一种常应用于微量气体浓度检测的方法,而采用这项技术的关键就是衰荡时间的准确获取。本文为此设计一种基于LabVIEW的腔衰荡信号在线处理系统,实现对衰荡信号的实时采集、平均、拟合、显示和保存。采用外部调制二极管激光器和高反腔搭建CRDS装置,获取实际的衰荡信号,用该系统处理测得的衰荡信号与其他软件的处理结果对比。实验表明,所编写的在线腔衰荡信号处理系统,可实现对衰荡时间的准确获取。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱技术 二极管激光器 衰荡时间 LABVIEW
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光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展 被引量：11
8
作者 刘亚萍 张伟刚 +4 位作者 姜萌 张绮 刘波 王志 刘艳格 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第4期401-409,共9页
阐述了腔衰荡光谱技术的基本原理及应用;从结构设计的角度考虑,归纳出光纤衰荡腔的三种基本结构,并对光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展进行了评述;报道了我们采用脉冲光纤环衰荡光谱技术进行液体检测取得的最新进展;在总结光纤腔衰荡光... 阐述了腔衰荡光谱技术的基本原理及应用;从结构设计的角度考虑,归纳出光纤衰荡腔的三种基本结构,并对光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展进行了评述;报道了我们采用脉冲光纤环衰荡光谱技术进行液体检测取得的最新进展;在总结光纤腔衰荡光谱技术优点的基础上,展望了其发展前景。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 光纤腔衰荡光谱 光纤环 吸收光谱检测
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基于腔衰荡光谱技术的半导体光放大器增益测量
9
作者 景志广 陈海燕 《高师理科学刊》 2024年第2期53-55,共3页
提出并验证一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的半导体光放大器(SOA)增益测量方法.实验系统包括经RF信号调制的DFB激光器、半导体光放大器、环形器、光纤布拉格光栅、耦合器、温度控制器、光电探测器及示波器.导出了半导体光放大器增益与腔... 提出并验证一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的半导体光放大器(SOA)增益测量方法.实验系统包括经RF信号调制的DFB激光器、半导体光放大器、环形器、光纤布拉格光栅、耦合器、温度控制器、光电探测器及示波器.导出了半导体光放大器增益与腔衰荡时间之间的函数关系式.结果表明,腔衰荡时间是半导体光放大器增益的函数,增益是波长的函数,给出了一种测量SOA增益的新方法及技术可行性. 展开更多
关键词 衰荡光谱 半导体光放大器 腔衰荡时间 增益测量
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腔长失调对光腔衰荡法测量精度的影响 被引量：25
10
作者 易亨瑜 吕百达 +2 位作者 胡晓阳 田小强 张凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期993-996,共4页
　只考虑腔长失调因素下建立了反射率模拟测量的理论模型。根据高斯光束传输规律分析了腔长失调对衰荡腔模式耦合的影响,推导了腔长失调与谐振腔输出脉冲信号、衰荡信号与反射率之间的关系,模拟了腔长失调在±10mm范围内的光脉冲衰... 　只考虑腔长失调因素下建立了反射率模拟测量的理论模型。根据高斯光束传输规律分析了腔长失调对衰荡腔模式耦合的影响,推导了腔长失调与谐振腔输出脉冲信号、衰荡信号与反射率之间的关系,模拟了腔长失调在±10mm范围内的光脉冲衰荡现象。结果表明:对于光敏面直径为0.2mm的高速探测器,为了保证10-6的测量精度,腔长的失调量应控制在±1mm之间。在光路调节中采用具有对数变换功能的示波器和动态范围较大的探测器,可以提高测量精度。 展开更多
关键词 光学测量 测量精度 光腔衰荡 腔长失调
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高重复频率实时采集的光腔衰荡光谱 被引量：13
11
作者 戴东旭 孙福革 +3 位作者 康路 顾玉昆 沙国河 解金春 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 1997年第6期481-486,共6页
建立了一套脉冲激光衰荡光谱实验信号采集与处理系统。它以ＧＰＩＢ为控制和数据传输的界面。采用比国际上同类实验更合理严格的方式采集处理数据。实现了高重复频率。实时的波形信号传输。显示和处理。利用此装置测量了Ｈ２Ｏ从６２０... 建立了一套脉冲激光衰荡光谱实验信号采集与处理系统。它以ＧＰＩＢ为控制和数据传输的界面。采用比国际上同类实验更合理严格的方式采集处理数据。实现了高重复频率。实时的波形信号传输。显示和处理。利用此装置测量了Ｈ２Ｏ从６２０～６６５ｎｍ的振动泛频光谱。实验结果表明。该装置检测灵敏度达到５×１０－８ｃｍ－１。 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱 吸收光谱 泛频光谱 数据采集 水
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光腔衰荡光谱方法探测痕量一氧化碳气体 被引量：14
12
作者 陈兵 周泽义 +2 位作者 康鹏 刘安雯 胡水明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期971-974,共4页
基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系... 基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系数)达到5×10-12 cm-1。利用热隔绝的方式稳定衰荡腔长,并使用衰荡光腔自身作为光学标准具,来标定光谱的频率:利用反馈式光谱扫描程序步进改变激光器频率,使之与衰荡腔的纵模频率逐一匹配,从而实现所测得光谱的自动标定。通过测量一氧化碳分子在1.565μm附近的吸收光谱,测定气体中一氧化碳的含量。将光谱测量结果和标准样品中的一氧化碳含量进行对比,对装置的定量精度进行了检验,表明其对一氧化碳的探测极限达4ppbv。利用该装置对实际大气中一氧化碳的含量进行了实时监测。 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱 DFB半导体激光器 一氧化碳 大气监测
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用光腔衰荡技术测量镜片的反射率 被引量：10
13
作者 高丽峰 熊胜明 +2 位作者 李斌成 张云洞 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-338,共4页
根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜... 根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜样品的反射率,精度达到10-5。该测量装置可用于超低损耗薄膜高反射镜反射率的精确测量。轻微移动探测器位置,对腔镜的测试结果影响不大。 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱技术(CRDS) 反射率 衰荡时间 直腔 折叠腔
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腔衰荡光谱技术中衰荡时间的准确快速提取 被引量：11
14
作者 王丹 胡仁志 +3 位作者 谢品华 秦敏 凌六一 段俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2845-2850,共6页
对NO3腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)探测系统中衰荡时间的准确提取方法进行了研究。对衰荡时间有效快速的提取可以提高CRDS测量的精度和速度。选取了五种常用的提取衰荡时间的拟合方法,分别为快速傅里叶变换法、离散... 对NO3腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)探测系统中衰荡时间的准确提取方法进行了研究。对衰荡时间有效快速的提取可以提高CRDS测量的精度和速度。选取了五种常用的提取衰荡时间的拟合方法,分别为快速傅里叶变换法、离散傅里叶变换法、线性回归总和法、列文伯格-马夸尔特算法和最小二乘法。采用以上五种算法对带有不同大小白噪声的模拟衰荡信号进行拟合,并从受噪声影响情况、拟合准确性和精度、拟合速率,三个方面对五种算法的拟合结果进行对比和分析,结果表明列文伯格-马夸尔特算法和线性回归总和法准确度高、抗噪能力强,但列文伯格-马夸尔特算法拟合速率相对较慢。选取衰荡时间的5~10倍为衰荡信号的最佳拟合波形长度,此时五种算法拟合结果的标准偏差最小。采用外部调制二极管激光器及高反腔搭建CRDS探测系统,针对0.2%噪声的实验条件,选取线性回归总和法和列文伯格-马夸尔特算法对实际测量的实验数据进行处理。实验表明,线性回归总和法拟合准确度和精度与列文伯格-马夸尔特算法相似,但拟合速率比列文伯格-马夸尔特算法快约5倍。实验结果与模拟分析相吻合,表明线性回归总和法为适合我们实验条件的最佳拟合方法。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 衰荡时间 NO3 拟合方法
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光腔衰荡光谱仪测量甲烷2ν_3带R1支光谱线型参数 被引量：4
15
作者 杨雷 林鸿 +1 位作者 冯晓娟 张金涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期299-300,共2页
甲烷是重要的温室气体,其在近红外具有丰富的强吸收谱带。本论文专注于甲烷的2ν_3带R1支,利用自行搭建的光腔衰荡光谱仪,测量了293.15K下甲烷(缓冲气:O_2)在30~760Torr范围内的7个线性吸收光谱,采用多光谱拟合技术对不同压力的光谱同... 甲烷是重要的温室气体,其在近红外具有丰富的强吸收谱带。本论文专注于甲烷的2ν_3带R1支,利用自行搭建的光腔衰荡光谱仪,测量了293.15K下甲烷(缓冲气:O_2)在30~760Torr范围内的7个线性吸收光谱,采用多光谱拟合技术对不同压力的光谱同时进行分析,比较讨论了Voigt Profile(VP),Rautian Profile(RP),Speed-dependent Voigt Profile(SDVP),Speed-dependent Rautian Profile(SDRP),HartmannTran Profile(HTP)线型对该吸收谱线的轮廓描述效果,获得了R1F1谱线的位置及展宽参数。实验表明,在该实验条件下,SDRP和HTP线型对R1光谱的拟合残差最小,最大拟合残差小于0.4%。 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱 甲烷 线型 多光谱拟合 Hartmann-Tran PROFILE
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连续波腔衰荡法的一种新理论推导方法及其应用仿真 被引量：9
16
作者 谭中奇 汪之国 龙兴武 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期60-63,共4页
与多光束干涉的理论推导不同,本文基于无源腔的Q值定义,根据能量守恒原理,对连续波腔衰荡技术测量原理进行了新的推导.根据推导结果,采用数值模拟的方式就入射光开、关时间对腔出射光功率变化线形的影响进行了分析.重点对衰荡腔充光不... 与多光束干涉的理论推导不同,本文基于无源腔的Q值定义,根据能量守恒原理,对连续波腔衰荡技术测量原理进行了新的推导.根据推导结果,采用数值模拟的方式就入射光开、关时间对腔出射光功率变化线形的影响进行了分析.重点对衰荡腔充光不足情况下的衰荡线形进行了仿真和数据拟合.结果表明,衰荡腔充光不足会给测量带来误差,但进一步缩短入射光关断时间能减小这种误差. 展开更多
关键词 光学测量 连续波腔衰荡法 无源腔Q值 腔损耗
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光反馈光腔衰荡和脉冲光腔衰荡技术测量腔镜高反射率的对比研究(英文) 被引量：5
17
作者 龚元 李斌成 +1 位作者 高丽峰 韩艳玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期397-402,共6页
基于半导体激光器的光反馈效应,提出了光反馈光腔衰荡技术用于测量腔镜的高反射率。相对于没有光反馈的情况,光腔衰荡信号振幅提高了两个数量级,从而大大提高了高反射率测量精度。在四个衰荡腔长采用光反馈光腔衰荡技术测量得到的腔镜... 基于半导体激光器的光反馈效应,提出了光反馈光腔衰荡技术用于测量腔镜的高反射率。相对于没有光反馈的情况,光腔衰荡信号振幅提高了两个数量级,从而大大提高了高反射率测量精度。在四个衰荡腔长采用光反馈光腔衰荡技术测量得到的腔镜反射率非常一致,统计平均值为99.9356±0.0008%。通过实验比较了光反馈光腔衰荡和脉冲光腔衰荡技术。结果表明,光反馈光腔衰荡技术的测量精度比脉冲光腔衰荡技术高。 展开更多
关键词 光腔衰荡 光反馈 高反射率测量 脉冲激光
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基于傅里叶变换的波长扫描腔衰荡光谱 被引量：5
18
作者 王振 杜艳君 +1 位作者 丁艳军 彭志敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期130-137,共8页
连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)采用腔长扫描方式,光谱间隔可任意长,适合弱吸收条件下气体参数或谱线参数的精确测量. CW-CRDS腔长扫描可使任意波长激光耦合进腔,此时激光波长波动会降低光谱的信噪比.为此,本文提出了一种基于傅里叶变换的... 连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)采用腔长扫描方式,光谱间隔可任意长,适合弱吸收条件下气体参数或谱线参数的精确测量. CW-CRDS腔长扫描可使任意波长激光耦合进腔,此时激光波长波动会降低光谱的信噪比.为此,本文提出了一种基于傅里叶变换的、快速波长扫描的CRDS方法(FTS-CRDS),该方法在高速扫腔的同时连续扫描激光波长,得到周期性的蕴含气体吸收信息的衰荡时间,然后对其进行傅里叶变换,提取其特征频率以精确复现气体吸收光谱. FTS-CRDS能有效消除激光波长波动等导致的光谱噪声,提升复杂线型中谱线参数的测量精度,且无需采用波长计实时测量激光绝对波长,可使测量系统更紧凑、经济.实验采用低压下CO分子的6371.299 cm^–1和6374.406 cm^–1谱线对该方法进行了验证,相比CW-CRDS,该方法有效消除了激光波长波动导致的谱线两翼处噪声,光谱信噪比提高了4倍以上;测得的谱线参数与CW-CRDS一致,但具有更小的测量不确定度. 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 傅里叶变换 波长扫描 碰撞展宽系数
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基于量子级联激光器光腔衰荡光谱技术的痕量氨气检测 被引量：7
19
作者 曲哲超 李斌成 韩艳玲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期431-436,共6页
采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析... 采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析,氨气的检测灵敏度达到10 ppb.模拟分析了激光器光谱线宽对测量结果和系统检测灵敏度的影响,随着激光器光谱线宽的增加,测量结果偏低,系统检测灵敏度下降.为了减小光源线宽对测量结果的影响,通过修正曲线对测量数据进行修正,得到了较好的结果. 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱 量子级联激光器 氨气 线宽
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水汽对光腔衰荡光谱系统(CRDS)法测定CH_4的影响 被引量：4
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作者 臧昆鹏 方双喜 +3 位作者 周凌晞 姚波 张芳 刘立新 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1816-1820,共5页
分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%(体积比,以V/V表示,下同)范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9(体积... 分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%(体积比,以V/V表示,下同)范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9(体积比,以V/V表示,下同),最大偏差1.8×10-9,优于大气本底CH4观测质控标准.校正瓦里关站CRDS系统试运行期间的CH4实测数据(水汽含量为0.50%—2.45%),与该站气相色谱-氢火焰离子化检测器系统(GC-FID系统,下同)同期测量结果相比,38.48%的数据偏差小于2.0×10-9,说明在系统未配备超低温冷阱除水单元之前,本文研究的校正方法适用于观测数据的校正. 展开更多
关键词 光腔衰荡光谱 甲烷 水汽校正
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