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采用离轴入射的腔增强吸收光谱研究
1
作者 龙精明 周卫东 +3 位作者 邵杰 李科学 陈巧玲 沈沁梅 《光学与光电技术》 2010年第4期72-75,共4页
为了改善腔增强吸收光谱的探测灵敏度和光谱分辨率,通过将激光光束离轴注入光学谐振腔中,减小了谐振腔内振荡,提高了模式密度,使得谐振腔被近似看作为"怀特池"。采用记录波长在扫描过程中实际变化的方法,对光谱数据进行了非... 为了改善腔增强吸收光谱的探测灵敏度和光谱分辨率,通过将激光光束离轴注入光学谐振腔中,减小了谐振腔内振荡,提高了模式密度,使得谐振腔被近似看作为"怀特池"。采用记录波长在扫描过程中实际变化的方法,对光谱数据进行了非线性校正,省去了参考光路的布置,简化了实验光路。对二氧化碳在1.572μm处的一条弱吸收谱线进行了测量,得到了大小为1.98×10^(-7)cm^(-1)的最小探测灵敏度。实验结果表明同等实验条件下,光束离轴入射时比正轴入射时的腔增强吸收光谱具有更高的信噪比和光谱分辨率。 展开更多
关键词 光谱学 腔增强吸收光谱 离轴入射 二氧化碳
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用于离轴积分腔输出光谱的非对称拟合算法设计
2
作者 毛至帅 王坤阳 +3 位作者 徐时清 张军杰 王世锋 郭杰 《中国计量大学学报》 2024年第1期22-27,共6页
目的:研究离轴积分腔光谱技术(OA-ICOS)在实际应用中快速的激光扫描造成吸收谱线非对称,而传统的线型拟合函数无法满足,导致拟合误差大,测量精度低的问题。方法:介绍了一种基于OA-ICOS的非对称拟合算法用于拟合非对称吸收谱线,提升测量... 目的:研究离轴积分腔光谱技术(OA-ICOS)在实际应用中快速的激光扫描造成吸收谱线非对称,而传统的线型拟合函数无法满足,导致拟合误差大,测量精度低的问题。方法:介绍了一种基于OA-ICOS的非对称拟合算法用于拟合非对称吸收谱线,提升测量精度。该算法从OA-ICOS的原理出发分析导致谱线非对称的原因,并结合Voigt线型函数引入非对称特征,获得含非对称因子的谱线拟合函数。结果:在实验中,分别设置激光扫描频率为50 Hz、150 Hz、300 Hz时,利用Voigt拟合算法得到的吸收峰中心位置偏移量分别为4×10^(-3) cm^(-1)、4.8×10^(-3) cm^(-1)、6.2×10^(-3) cm^(-1),使用非对称拟合算法得到的吸收峰位置偏移仅分别为2.4×10^(-3) cm^(-1)、2.4×10^(-3) cm^(-1)、1.5×10^(-3) cm^(-1)左右。结论:在快速激光扫描频率下,该算法能够更准确地拟合非对称吸收光谱信号,从而提高了拟合精度。 展开更多
关键词 积分腔输出光谱技术 离轴入射 谱线非对称 快速激光扫描频率
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N_2O的离轴腔增强吸收光谱检测技术 被引量：1
3
作者 董燕婷 吴志伟 周卫东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期18-21,共4页
基于离轴腔增强光谱检测技术,以可调谐近红外半导体激光器作激光光源,以反射率为99.97%平凹镜组成的光学谐振腔作吸收池,建立了高灵敏度离轴腔增强光谱污染气体检测系统,获得了N2O气体在6 561.39cm-1的吸收光谱.通过对不同浓度N2O样品... 基于离轴腔增强光谱检测技术,以可调谐近红外半导体激光器作激光光源,以反射率为99.97%平凹镜组成的光学谐振腔作吸收池,建立了高灵敏度离轴腔增强光谱污染气体检测系统,获得了N2O气体在6 561.39cm-1的吸收光谱.通过对不同浓度N2O样品气体吸收光谱测量,建立了气体浓度与光谱线强度的关系,讨论了气体压强与光谱线宽、检测灵敏度等问题.研究结果表明,离轴腔增强光谱检测技术的检测极限达到了86ppm,是一种设备成本低、操作方便、灵敏度较高、稳定性良好的吸收光谱技术,可以很好地实现微量气体的快速检测. 展开更多
关键词 光谱学 离轴入射腔增强光谱检测技术 高灵敏度 N2O
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离轴积分腔输出光谱技术在变压器油中甲烷气体检测中的应用
4
作者 黄延成 蒋浩宇 +1 位作者 彭明朗 陈前臣 《广东科技》 2015年第22期51-52,共2页
研究变压器油中溶解的甲烷(CH_4)气体的高灵敏光学检测方法。基于离轴积分腔输出光谱技术,利用分布反馈半导体激光器实现了一种CH4的离轴积分腔输出光谱检测装置。该装置对CH_4的检测灵敏度达到4.1u L/L,为变压器油中CH_4的在线监测设... 研究变压器油中溶解的甲烷(CH_4)气体的高灵敏光学检测方法。基于离轴积分腔输出光谱技术,利用分布反馈半导体激光器实现了一种CH4的离轴积分腔输出光谱检测装置。该装置对CH_4的检测灵敏度达到4.1u L/L,为变压器油中CH_4的在线监测设计提供了参考。 展开更多
关键词 积分腔输出光谱 离轴入射 DFB半导体激光器 甲烷
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N_2O的近红外腔增强吸收光谱技术研究 被引量：5
5
作者 吴志伟 董燕婷 周卫东 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2081-2084,共4页
以外腔式可调谐、窄线宽近红外半导体激光为光源,以一对曲率半径r=1 000mm的宽带高反射率平凹镜(反射率R=99.97%)构成的腔长为650mm的对称高精度光学稳定腔,建立了腔增强吸收光谱系统。详细研究了纯净N2O气体、以及N2O和N2的混合气体在... 以外腔式可调谐、窄线宽近红外半导体激光为光源,以一对曲率半径r=1 000mm的宽带高反射率平凹镜(反射率R=99.97%)构成的腔长为650mm的对称高精度光学稳定腔,建立了腔增强吸收光谱系统。详细研究了纯净N2O气体、以及N2O和N2的混合气体在不同浓度和不同气压下、中心波长位于6 561.39cm-1的腔增强吸收光谱、光谱强度和谱线宽度,该腔增强吸收光谱系统的有效吸收光程可达1 460km。获得了光谱线宽与气体压强的关系曲线,导出了波数6 561.39cm-1处N2对N2O的压力展宽系数为(0.114±0.004)cm-1·atm-1。采用该腔增强吸收光谱系统,开展了N2O气体检测研究,建立可用于定量检测的N2O气体腔增强吸收光谱强度与气体浓度关系曲线,获得了2.34×10-7cm-1的检测灵敏度,多次重复测量的相对标准偏差(RSD)为1.73%,在微量N2O气体检测中具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 离轴入射腔增强光谱 光谱展宽
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提高人眼波前传感器信噪比的实验研究 被引量：2
6
作者 高卫华 王肇圻 母国光 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期58-61,共4页
Hartmann-Shack(H-S)人眼波前传感器噪声主要是角膜的反射光。本文用模拟人眼对消噪声的两种方法进行了实验研究。首先,对使用偏振分光棱镜(PBS)的H蛳S系统,在系统出瞳不变,入瞳变化的条件下测量了对应的信噪比。实验证明:与采用薄半透... Hartmann-Shack(H-S)人眼波前传感器噪声主要是角膜的反射光。本文用模拟人眼对消噪声的两种方法进行了实验研究。首先,对使用偏振分光棱镜(PBS)的H蛳S系统,在系统出瞳不变,入瞳变化的条件下测量了对应的信噪比。实验证明:与采用薄半透半反镜相比,在光线斜入射消除PBS内部反射噪声的前提下,该方法可使信噪比提高到11∶1。其次,对离轴入射法进行实验研究,获得200∶1信噪比,最后对上述两种方法获得的光斑点阵进行了比较分析。 展开更多
关键词 人眼波前像差 Hartmann-Shack波前传感器 偏振分光棱镜 离轴入射
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高灵敏度离轴积分腔输出光谱技术 被引量：14
7
作者 赵卫雄 高晓明 +1 位作者 张为俊 黄腾 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1260-1264,共5页
利用离轴积分腔输出光谱技术,采用同时扫描激光和谐振腔腔长的方法,使用分布反馈布拉格二极管激光器探测了1.573μm附近CO2的吸收光谱,得到很好的信噪比和灵敏度,探测灵敏度达到4×10-8cm-1(信噪比为2,1 s积分时间)。用非线性最小... 利用离轴积分腔输出光谱技术,采用同时扫描激光和谐振腔腔长的方法,使用分布反馈布拉格二极管激光器探测了1.573μm附近CO2的吸收光谱,得到很好的信噪比和灵敏度,探测灵敏度达到4×10-8cm-1(信噪比为2,1 s积分时间)。用非线性最小二乘拟合吸收谱线方法对积分腔输出光谱已经不再适用,会造成自加宽系数变宽为实际自加宽系数的2.39倍左右,对空气加宽系数测量影响较小。为了得到正确的谱线线宽参量,应该对吸收系数进行拟合,该结论从理论和实验上得到了证明。 展开更多
关键词 光谱学 积分腔输出光谱技术 离轴入射 朗伯-比尔定律 谱线拟合 吸收系数
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基于离轴积分腔吸收光谱技术的低浓度水蒸气测量 被引量：5
8
作者 杨荟楠 陈宁 陈军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期191-196,共6页
水蒸气的浓度是半导体密封元器件生产过程的重要指标之一,水蒸气的浓度超标将对半导体的产品质量造成严重影响,开发高灵敏度、高精度的实时水蒸气检测技术至关重要。搭建了一套基于离轴积分腔吸收光谱技术的低浓度水蒸气测量实验装置,... 水蒸气的浓度是半导体密封元器件生产过程的重要指标之一,水蒸气的浓度超标将对半导体的产品质量造成严重影响,开发高灵敏度、高精度的实时水蒸气检测技术至关重要。搭建了一套基于离轴积分腔吸收光谱技术的低浓度水蒸气测量实验装置,反射镜的反射率为0.99920,有效光程为250 m,探测时间为0.025s。通过激光光束离轴入射到激光谐振腔提高了谐振腔的模式密度,从而提高了积分腔输出吸收光谱的信噪比。利用该装置对水蒸气在7036.5cm-1附近的吸收进行测量,探测灵敏度为7.07×10-6 cm-1,测量误差小于5%。分别向腔内注入不同浓度的水蒸气,对系统的在线连续测量性能进行了测试,结果表明该系统可达到工艺应用的要求。 展开更多
关键词 测量 浓度 积分腔吸收光谱技术 水蒸气离轴入射
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