中红外量子级联激光器的发射光谱测量

基于FTIR光谱仪建立了中红外半导体激光器发射光谱测量系统,并引入双调制技术改善了系统的性能。用此系统对中红外波段量子级联激光器的激射特性进行了测量,对有关测量结果进行了分析,并对系统应用中的有关问题进行了讨论。     

光声光谱气体检测系统中光声池的仿真优化设计

针对特定场合对光声光谱气体检测系统中光声池特征频率的设计需求,利用有限元分析法,以一阶圆柱形共振光声池为研究对象进行声学模态仿真,获得了前8阶声学模态;仿真分析谐振腔、缓冲室的半径和长度对光声池特征频率和光声信号强度的影响。仿真结果表明：当谐振腔半径为3 mm时,谐振腔长度为120 mm,缓冲室的半径、长度分别为14.7 mm、60 mm是光声池特征频率在1 400 Hz附近的最佳尺寸。     

基于量子级联激光器光腔衰荡光谱技术的痕量氨气检测

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(9.7 μm)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.     

基于双波长法的光声光谱气体检测

光声光谱法是检测气体最灵敏的方法,气体浓度检测精度可达到ppt量级,但这需要复杂的实验系统和昂贵的器材,不利于在工程实践上使用.本文基于可调激光器的电流调制特性,提出了一种在测量气体吸收谱的吸收零点和吸收峰之间有效切换波长的简单调制方法.当激光功率为2.1 m W时,甲烷气体浓度的测量极限可达到0.46 ppm,测量结果证明了双波长法的可行性.     

半导体激光器的瞬时光谱

本文叙述半导体激光器瞬时光谱研究的理论和测试系统。     

光纤通信用半导体激光器及其进展

本文以所收集的１９９６年国外半导体激光器方面的研究成果为基础，介绍国外光通信用半导激光器器件研制的最新进展，具体介绍几种型半导体激光器，特别是量子材料激光器的结构和特点，希望能对国内半导体激光器的研制与应用提供有益的能者。     

基于超窄线宽激光器的多气体光声光谱检测研究

针对多组分痕量气体检测中精确度差、灵敏度低等问题,设计了基于光源波长扫描技术的光声光谱式多组分痕量气体检测系统。系统采用单一超窄线宽半导体激光器作光源,设计了一阶纵向共振式多光程吸收光声池,通过正弦信号对光源波长进行调制,并结合二次谐波信号检测技术和超窄线宽激光特性,有效地消除了吸收池内的背景噪声和光源抖动的影响,实现...     

基于中红外量子级联激光器系统的甲醛和甲烷光谱检测

采用相对灵敏度为3.61×10-6cm-1Hz-1/2的QCL气体检测系统对室温下的甲醛气体进行了吸收光谱的测试,采用F-P标准具对系统进行相对频率校准,根据此波段甲烷的吸收谱线对甲醛吸收光谱进行绝对频率校准.当调谐QCL工作温度为-15℃~20℃,以每5℃变化时,采集并处理相应的频率调谐光谱.采用He,Ne,Kr,O2和CO2作为本波段的非吸收性缓冲气体作用于甲醛,通过计算光谱数据得出1 253.143 92 cm-1处甲醛的吸收线强度.给出了N2中的展宽光谱以及相应的光谱数据处理残差结果,并对结果进行了分析.     

基于泛频CO激光器的微量气体光声光谱仪

泛频(△v=2)CO激光器可以输出2．8～4μm的准连续可调激光，腔内单线最大激光振荡功率可达4W。将纵向共振光声池放入双能级跃迁CO激光器光学谐振腔内，构成了高灵敏度的光声光谱仪。利用该光谱仪对低浓度的甲烷(CH4)气体作了光声测量。由于气体吸收线与CO激光器谱线有较好的重合性，以及较强的腔内激光功率，该系统对CH4气体的极限检测灵敏度达到0．1ppb(10^-10)。     

激光光声光谱法测量煤矿瓦斯气体的研究

介绍了使用近红外激光二极管激光光声光谱测量煤矿瓦斯气体的基本原理,给出了测量系统的结构框图,该方法是利用近红外激光二极管作为光源,通过光纤耦合输出接入共振式光声池,微音器检出的光声信号由计算机完成数据分析,可实现安全非接触在线自动检测,真实反映矿井瓦斯的浓度。     

基于光声光谱法气体探测传声器的研究进展

光声光谱法气体探测技术具有灵敏度高、选择性高、不消耗被测量气体等优点,在现代工农业、环境监测,生物技术等领域发挥着重要的作用.随着这些领域的发展,人们对气体探测器的综合性能要求越来越高,因而光声气体探测器得到了良好的发展和应用.基于光声光谱法探测气体是利用气体光声效应原理,其中传声器是气体探测系统的一个重要声电转换器件...     

提高可调谐激光光谱气体检测精度的研究

利用可调谐激光光谱技术检测气体浓度时,在气体浓度较高或气体吸收路径较长的情况下.用简单的线性关系逼近朗伯-比尔定律的指数关系,会造成较大的误差,甚至错误的结果.在不改变气体吸收路径长度,保证检测灵敏度的前提下,采用分段线性插值和谐波分析的方法,将浓度区间范围为0～100%的气体,每隔10%划分为一个子区间,在各个子区间内采用不同的比例系数,从而可以很好地逼近理论曲线,并可以消除光强波动等因素的影响,大大提高系统的检测精度.     

采用Tm光纤光源的甲烷气体相关光谱检测

报道了以半导体激光器泵浦掺Ｔｍ３＋光纤为光源的甲烷气体相关光谱检测系统，研究了７８８ｎｍ波长泵浦下掺Ｔｍ光纤光源的一些光谱特性，并在实验上用这种光源及系统对甲烷气体作了测量。在５．７ｃｍ长的测量腔下，系统噪声幅度对应的最小气体检测浓度为０．４７％，远低于甲烷气体的爆炸低限（５％），证明了这种光纤光源用于甲烷气体浓度测量的可行性。     

可调谐激光光谱系统在气体检测中的应用

为准确快速地检测气体浓度,对可调谐激光吸收光谱法进行了分析。从理论分析可知,偶次谐波分量在谐振位置有最大值,且幅度逐次下降,因此采用二次谐波检测的方法来获取气体浓度。建立了气体浓度检测实验系统,对浓度在0%～15％之间的甲烷气体试样进行了实验研究。理论分析及实验结果表明,二次谐波的幅度值与气体浓度值之间的线性相关度可达0.994,说明通过二次谐波可以准确获得气体的浓度信息。     

基于差频激光源的微量气体光声光谱检测系统

在周期极化的铌酸锂晶体中混合1．5－1．6μm可调谐半导体激光和1.064μmNd,YAG调Q脉冲激光,得到3．35－3．66μm的连续可调谐窄线宽激光脉冲,平均输出功率达0.2mW,实验装置比OPO相对简单,紧凑,无振荡阈值,根据该差频发生器的输出特性,设计了共振频率可调的光声池和光声光谱检测系统,并首次利用该系统对低浓度的CH4样品气体进行了光声谱测量,实验结果显示了系统在微量气体测量方面的优越性。     

波长调制光声气体检测用锁相放大器的优化设计

首先介绍了波长调制光谱检测技术的原理,并分析了甲烷在1654 nm波长处的一次谐波频谱特性.然后分析了低通滤波器对波长调制光谱中一次谐波的影响,并给出了低通滤波器截止频率的选择范围.最后设计了模拟锁相放大器,其采用的二阶低通有源滤波器在滤波性能上比传统的RC低通滤波器有较大的提升.实验结果表明,经过优化的锁相放大器能够...     

差频产生中红外激光光谱检测系统研究

报道了最近研制的一种基于差频方法实现的室温工作宽调谐中红外激光光谱系统,使用波长范围分别为1490～1580 nm和1058.1～1060.8 nm的两台近红外半导体激光器分别作为信号和种子光源,采用PPLN晶体作为非线性混频器件,结合准相位匹配技术实现了3.2～3.7 μm连续相干光输出.针对该系统的输出带宽特性进行实验研究和分析,并与理论研究的结果进行了比较和讨论.     

化合物半导体材料的激光消融微区质谱特性的实验研究

采用一台 Q开关 Nd:YAG脉冲激光器的四倍频输出 (2 6 6 nm )作为消融激光 ,用反射型飞行时间质谱仪分析探测由激光与靶相互作用产生的离子 ,从得到的质量谱研究激光与半导体材料的相互作用。报告了这种相互作用的阈值特性、离子产额、质量分辨率等与激光通量密度的关系 ,给出了典型 Al Ga As和 In P材料的激光消融微区质谱。 In P的离子质谱表明非金属元素磷的二聚物离子 P2 的离子峰总是占优势的。