基于REC技术的可调谐DFB激光器阵列设计与测试

介绍了可调谐激光器的波长调谐范围从1310 nm到1319 nm的波长控制设计,并对其可行性进行了实验测试验证。此系统采用的激光芯片是基于重构-等效啁啾(REC)技术的分布反馈(DFB)激光阵列芯片,具体通过上位机(PC)和下位机(MCU)之间的通信实现激光器阵列波长调谐。研究结果表明,该系统可应用于1310 nm波段的密集波分复用(DWDM)系统并且能够保持50 GHz间隔0.01 nm的波长精度。     

基于PID算法的激光器恒温控制系统的设计

为了提高分布式反馈(DFB)激光器发光波长的控制精度,利用半导体热电制冷器设计了一款用于气体检测的DFB激光器精密温度控制系统.该系统主要包括数字信号处理电路、前向TEC驱动电路和后向温度采集电路构成.采用闭环比例-积分-微分(PID)控制算法,提高系统的控制精度、缩短系统的响应时间.通过使用温度控制系统向中心波长为1600nm的NLK1L5GAAA型可调谐DFB激光器进行了温度控制测试实验.实验数据证实,本装置的温度控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5℃至60℃,超调量小于16％,温度恒定时间小于50s.检测水汽连续工作24小时激光器中心波长未发生明显漂移,表明该系统具有良好的稳定性,为DFB激光器在红外气体检测领域的应用提供了性能保障.     

波长可调谐DFB激光器及其进展

目前，可调谐激光器是高速大容量光通信系统、波分复用、时分复用系统中的关键器件，也是光测试和快速波长交换等系统的重要光源，有着重要意义和广泛的应用前景。本文介绍了波长可调谐分布反馈（DFB）激光器及其进展。     

基于可调谐半导体激光器的甲烷气体监测技术

介绍了一种利用分布反馈(DFB)可调谐半导体激光器吸收光谱技术(TDLAS)实现甲烷气体浓度监测系统。不同于直接测量气体吸收前后光源强度的变化值,TDLAS通过提取二次谐波幅值信息,在频域换算气体浓度,因此具有更高的稳定性和精确度。同时对不同输出特性的DFB半导体激光器进行对比研究,分析光源的波长调谐特性及功率-电流特性对实际应用的影响。     

光纤甲烷温度双参数检测系统的研究

温度影响可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)式气体监测的准确性,研究了一种甲烷、温度同时检测的系统,两种参数互相校正,提高了气体监测的准确性,同时也提高了温度的检测精度。系统采用1653.7 nm中心波长的分布反馈(DFB)半导体激光器,采用锯齿波调制激光器使其波长扫描,同时扫描出光纤布拉格光栅(FBG)波长以及气体吸收强度,从而可以测出温度和甲烷两个检测量。温度检测可以校正由于温度变化引起的气体检测误差,同时,气体吸收线位置又可以为FBG进行准确的波长定位,使得温度检测精度更高。这种温度、甲烷双参数检测系统更加稳定可靠,更适合应用于煤矿开采和瓦斯抽采等领域。     

TDLAS氧气检测中谐波信号特性研究

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术是一种具有高灵敏、高分辨、快速响应等特点的气体检测技术,利用半导体激光器可调谐、窄线宽特性,通过检测气体的一条吸收线实现气体浓度的准确检测.阐述了基于波长调制TDLAS技术的氧气检测方法,选择DFB激光器作为光源,通过检测760 nm附近氧气分子的一条吸收线实现了氧气在线监测,主要分析了谐波信号的特性及系统的线性响应.     

基于TDLAS技术的工业环境中HF气体在线监测

采用1．330μm附近波长的近红外可调谐分布反馈（DFB）激光器作为光源,结合波长调制技术和长光程技术,实时监测工业环境中的HF气体浓度。同时采用Allan方差分析系统的稳定性,选择利用非线性最小二乘法和防脉冲滑动平均滤波等技术手段,长时间测试结果表明,该系统具有实时、连续和非接触快速检测的特点,并且具有大范围、分布式...     

基于REC技术的可调谐激光器模块

通过重构-等效啁啾（REC）技术实现了一种基于分布式反馈（DFB）激光器矩阵的低成本可调谐激光器模块,对该模块进行了波长调谐、稳定性以及其他性能的测试,并将特定波长的参数加以标定。模块中的相邻激光器之间的中心波长间隔均匀等距且P-I特性良好,可调谐激光器输出波长的波动小于±3 pm,光功率变化小于0.02 dBm。波长调谐范围为1536.64～1559.36 nm,在该范围内依照ITU-T的DWDM标准涵盖了60特定波长通道,通道切换时间为5～30 s。     

可调谐二极管激光吸收光谱技术及其在大气质量监测中的应用

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析.在大气痕量气体和气体泄漏的监测中,为了提高探测的灵敏度,一般会根据具体情况对激光器采取不同的调制技术如波长调制、振幅调制、频率或者位相调制等,同时和长光程吸收池相结合使用,并辅之以各种噪声压缩技术.TDLAS不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经广泛用于大气中多种痕量气体的检测以及地面的痕量气体和气体泄漏的检测.报道了最近研制的一套可调谐二极管激光吸收光谱检测大气中甲烷浓度的实验装置,这套装置具有灵敏度高、检测限低(ppb量级)、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点,若激光器的调谐波长范围能覆盖1.3～1.8 μm或者在光路中装配几台窄范围可调谐激光器实现波长扫描范围覆盖1.3～1.8μm,则可同时实现对大气中诸多重要痕量气体如CO2、CH4、CO、CH2O、H2S、NH3、HCI、C2H2等的同步监测.     

可调谐DFB阵列激光器的制备与测试

针对一种新型重构-等效啁啾技术的分布反馈式(DFB)激光器阵列芯片封装的特点,研制并测试输出波长范围为1310～1319nm的可调谐激光器,以1310nm窗口波段光通信为研究对象,使用PC机和微处理器(MCU)通信实现激光器阵列波长调谐.研究结果表明,该系统可应用于1310 nm波段的密集波分复用(DWDM)系统并且能够保持50 GHz间隔0.01 nm的波长精度.     

危险气体泄漏的光学遥测技术及其进展

危险气体泄漏的防范和快速检测是当前国内外迫切需要的关键技术,危险气体一旦发生泄漏,将会对环境造成危害,造成火灾、爆炸等灾害,甚至造成生命财产的重大损失。本文介绍了几种危险气体光学遥测技术的基本原理、应用和进展:差分吸收激光雷达技术(DIAL)、可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱技术、差分吸收光谱技术(DOAS)、多光谱和超光谱气体检测技术,最后对气体光学遥测有待进一步研究的关键技术进行了分析。     

应用于油田伴生气H2S气体检测实验研究

为了准确检测油田伴生气中微量H2S气体的含量,设计一种模拟油田伴生气中微量杂质气体H2S的在线实时分析系统,能够为油田伴生气回收利用工艺的改进和制定提供依据。该系统基于可调谐激光吸收光谱技术和波长调制技术,利用可调谐的分布反馈式激光器、锁相放大器,结合改进新型Herriot气室、InGaAs探测器,实现了模拟油田伴生气中微量气体H2S的实时在线监测。为消除背景气体CH4以及其他杂质气体的干扰,开展RBF和经典BP神经网络的对比实验。通过模拟混合气站配备多种不同浓度的H2S标准气体测试系统,实验结果表明,在强大背景气体的干扰下,该系统可达到的H2S检测下限为1.2 ppm;在抗干扰方面,与经典BP神经网络相比,RBF神经网络具有很强的优势,其预测误差小于10-10。另外,该系统还具有较高的检测精度和强鲁棒性,在油田伴生气中微量气体的检测领域具有很强的适用价值。     

利用TDLAS技术的多点甲烷气体全量程监测

甲烷气体是一种对人体和环境有严重危害的气体,特别在煤矿、天然气罐、气站和石油化工等安全生产领域,对甲烷气体的泄漏监测至关重要。利用可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）,选择1 653.72 nm波长作为甲烷气体直接吸收检测的中心波长,使用微透镜设计了14 cm光程吸收池建立了一套浓度范围为0~100%全量程甲烷在线监测系统,利用分束器分成多路对不同位置进行监测,通过小波变换对吸收信号进行降噪处理,提高信噪比,使系统的最低测量极限达到335 ppm （1 ppm=10-6）,并将自行研制的多点全量程激光甲烷传感器与商用红外甲烷气体探测器进行对比实验,结果表明:该系统具有测量稳定性好、测量范围大、响应速度快、免调校、测量探头本征安全、低成本等优点,完全有能力满足各行业的使用需求。     

基于GPRS的电梯在线监控系统的设计

由于信号在CAN总线中有效传输距离有限,为此对采用CAN总线技术的电梯远程监控系统,提出了一种基于嵌入式ARM处理器和GPRS无线通信技术的电梯远程监控系统的方案。通过由LPC2148和EM310组成的电梯终端将电梯的运行状况和故障信息经GPRS网络及时发送到远程监控中心,然后经由监控中心上位机软件的操作,实现了电梯的远程监控,解决了信号传输距离的问题。     

Remote Sensing CO,CO2 in Vehicle Emissions Based on TDLAS

Knowing the quantity of pollutants in almost every major city in China. Finding that the vehicle fleet is emitting to the air has become a vital problem and fixing gross polluters is therefore very important to control the urban air quality and protect the human health and the environment. Remote sensing is an important advance in the technology of on-road vehicle emissions testing because it is fast, mobile, and unobtrusive. This on-road vehicle emissions remote system is designed to measure the carbon monoxide, carbon dioxide and opacity from the vehicles＇s tailpipe based on the Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy （TDLAS）. There are several advantages of this system such as compact design and easy of use. The measurement principle and optical layout of the instrument has been described in this paper. Field testing at Beijing and Hefei were conducted over one year, more than 6 000 vehicles were tested. This vehicle emissions remote system has been shown to be able to measure CO,CO2 and opacity from individual at highway speeds. In parallel, the plate license, speed, acceleration and length of vehicle are recognised by computer so that the owners of vehicles exceeding the permissible level of emissions can be identified.     

基于ARM的紫外辐射计测量控制系统设计

简要阐述了紫外辐射计的工作原理和应用领域。针对紫外辐射计使用方便快捷的工作需求,介绍了基于ARM处理器LPC2148的嵌入式系统的紫外辐射计测量控制系统设计方法,具体设计了紫外辐射计测量控制系统的硬件与软件。在系统调试中结合可变换能量的紫外光源进行测量,对紫外辐射计测量控制系统的设计方法的有效性得到了验证。ARM处理器硬件接口简单,软件编程方便,满足紫外辐射计使用方便快捷的工作需求。     

指纹识别在电视信号播出机房门禁中的应用

电视信号播出机房是广电运营商的核心,为了加强机房的安保管理,采用指纹识别技术设计了智能门禁系统,该系统由管理中心和多个门禁终端组成。门禁终端采用嵌入式处理器LPC2148作为控制核心,利用集成指纹识别算法的DSP模块TF-EM-M12采集和匹配访客指纹,并通过网络模块ENC28J60建立与管理中心的TCP/IP连接;管理中心主要负责与各门禁终端进行数据交互、存储访客资料、指纹信息和访问日志等。当访客的指纹与系统中注册的指纹匹配时,门会自动打开,并在LCD液晶屏上显示访客身份信息。该系统还适用于科研实验室、重要机关和高档公寓等场所,提高了门禁管理的安全性与方便性。     

基于红外光谱技术的秸秆还田环境下土壤氨挥发特征分析

秸秆还田对于农业面源污染和氨排放具有一定影响,监测氨挥发浓度是研究其排放规律的前提条件。本文研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能。利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征。研究结果表明氨浓度具有日变化趋势：白天浓度上升在正午达到最高值,逐步降低到夜间至最小值。夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6 10-3 ~1.34 10-3mmol/mol和1.14 10-3 ~1.82 10-3mmol/mol,秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6 10-4mmol/mol和1.7 10-3mmol/mol,还田一个多月后氨浓度明显上升,并存在一定季节性差异。近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持。     

调谐二极管激光吸收层析成像技术研究进展

可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)技术凭借其结构简单、非接触等优势,成为气体检测领域的关键技术,应用于气体温度、浓度、压强等参数的检测,尤其是对痕量气体的检测。但是传统TDLAS系统只能测出路径上气体浓度的积分值,而不能得到气体参数的二维分布。调谐二极管激光吸收层析成像技术(TDLAT)技术结合了TDLAS技术和计算机断层扫描(CT)技术的优势特点,在对可调谐激光光谱吸收线进行分析、计算和拟合后,重构出气体二维分布,近些年来得到广泛的关注,成为发动机诊断等领域最具潜力的方法之一。本文综述了目前TDLAT的研究现状和主要成果,并对该技术的发展趋势进行了分析和预测。