高灵敏探测甲烷气体的实验研究

通过外腔二极管激光器探测了甲烷位于1.637 μm处的2v3带R(9)支的直接吸收光谱,利用直接吸收方法只获得了1.4×10-3的最小探测吸收,当采用谐波探测技术时,在最佳的调制幅度下2f,4f,6f分别获得了5.2×10-4,1.1×10-4,4.0×10-5的最小探测吸收,相对于直接吸收有了很大的提高,同时谐波次数越高其探测灵敏度越高.     

钾原子的能量积聚诱导电离和双光子共振三光子电离

用染料激光激发钾蒸气 ,发现了钾原子的两种电离机制和三个电离通道 :能量积聚诱导的电离 ,4S 6S和4S 4D双光子共振三光子电离。对前两个电离通道 ,分别研究了电离谱与钾蒸气温度和激光强度的关系 ,发现了钾原子的辐射囚禁效应和钾原子电离的非线性现象 ,并给出了定性解释     

钾蒸汽中由能量积聚效应产生的分子扩散带受激辐射

本文报道了在K2－K混合系统中由单光子共振激发原子于4P能级，通过4P原子的能量积聚效应及原子──分子的碰撞能量转移过程使分子在高位三重态获得布居，从而产生的扩散带受激辐射．至今已经发现了多种产生分子扩散带的机制．在钠分于中，由单光子或双光子激发销原子于3P能级或4D（或4F）能级，以及在宽波段范围内由可调谐激光双光子激发钠分子获得了紫区430．0nm附近的扩散带受激辐射以及360.0nm附近的扩散带受激辐射；对于锂分子，以双光子共振激发锂原子4S能级，产生蓝区扩散带受激辐射，以紫外单光子激发锂分子态或光-光双共振激发…     

噪声免疫腔增强光外差分子光谱技术综述

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方案。     

激光遥测甲烷气体最低可探测浓度

对一种使用单一激光源遥感检测甲烷方案的最低可探测的路径-积分浓度进行了理论分析和实验研究,该方案主要采用了频率调制及谐波探测技术。通过理论计算得出了最低可探测甲烷的路径-积分浓度大约为8.7×10-8m。实验中测得该探测系统的探测灵敏度为8.43×10-6m/mV,甲烷最低可探测路径-积分浓度为4.2×10-7m。结果表明该探测系统具有较高的探测灵敏度,完全满足对矿井瓦斯的实时监测要求。     

新型多功能矿用危险气体传感器的研究

基于CH4气体的吸收光谱特性,采用开腔气室结构及单光束多波长探测技术,研制出一种多种功能矿用危险气体传感器.与商用的各种CH4传感器相比,它除了具有测量范围宽、精度高及响应快等常规特点外,还能进行多组气体组分含量的测量,且能对所测气体的爆炸性和危险度进行分析.     

钾原子能量积聚速率系数和跃迁截面的测量方法

能量积聚（Ｅｎｅｒｇｙ ｐｏｏｌｉｎｇ,下面简称 ＥＰ）是当激发态的粒子相互碰撞的时候,发生能量碰撞转移,一个激发态粒子到达更高能级,而另一个激发态回到基态．根据能量守恒原理,更高激发态的能级应该在二倍于产生它的激发态的能级的附近,或者说近似等于产生它的两激发态粒子的能级之和,微小的能量差异,转变成了粒子的动能或者使粒子动能减少,即使粒子冷却．这就使ＥＰ效应的研究更加有趣和有意义． 对于钾原子,其 ＥＰ过程可以用下式表示。 Ｋ（４ＰＪ）＋ Ｋ（４ＰＪ） － Ｋ（４Ｓ） ＋ Ｋ（ｎｌ）＋△Ｅ,其中末态ｎｌ＝…     

基于频率锁定的腔衰荡光谱技术及其在镜面反射率测量中的应用

腔衰荡光谱技术(CRDS)由于其具有高灵敏度、高精度、装置简单等特点,被广泛应用于痕量气体检测、镜面反射率测量等领域。建立了一套基于连续波频率的腔衰荡光谱(CW- CRDS)装置,基于Pound-Drever-Hall(PDH)频率锁定技术将激光器的频率锁定到光学腔的纵模上,从而保证了激光功率到腔模的高效耦合。通过观测不同的声光调制器(AOM)关断频率对应的透射信号,得到光路最佳关断频率为60 kHz。使用该系统测量了光学腔腔镜的反射率,通过与非锁定情况下测量得到的结果进行对比,得出锁定后的结果漂移减小,误差也压缩为非锁定情况下的1/3。     

激光诱导击穿光谱技术在燃煤电厂及土壤污染物在线检测中的应用研究

介绍了自主研发的激光诱导击穿光强技术（LIBS）煤质在线检测设备,可完成自动取样并带有自清洁系统,能实时对电厂输煤管道中煤粉的C、Ca、Mg、Ti、Si、H、Al、Fe、S等元素进行自动定量分析并转化为工业分析（发热量和灰分）结果。提出了飞灰含碳量在线检测成套方案并研制了自动采样及LIBS检测装置,建立了去除C线中Fe线的数学方法,利用二阶多元非线性逆回归模型建立了定标方程来校正基底效应,获得了0.26%的C元素测量精度。开发了便携式LIBS设备用于土壤污染物的现场检测,可对土壤中的重金属污染物进行快速的定性分析。     

基于光子计数调制的光学时域反射测量

针对光学时域反射测量的信噪比受到光子计数的量子起伏的影响,本文提出了光子计数调制技术应用于1.55μm单光子探测光时域反射测量系统,该方法根据相干光场量子涨落的噪声功率在频域上具有均匀分布的特性,采用光子计数调制与锁相放大器解调的方法抑制了量子起伏.实验结果表明,通过改变锁相放大器的积分时间设置滤波带宽,改善了光子计数的信噪比.与光子计数直接测量的结果相比,光子计数调制的光学时域反射测量的信噪改善比达到28.3 dB.