光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善

使用衍射光学元件将高斯激光光束整形为能量分布均匀的平顶激光光束,对比了两种激光诱导铜等离子体的特性,研究了光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善作用。研究结果表明:激光光束能量分布的均匀性引起了烧蚀坑形貌以及单次烧蚀量的差异,高斯激光和平顶激光诱导光谱的强度、等离子体温度和电子密度的相对标准偏差分别为12.33%和6.37%、2.10%和1.32%、5.31%和0.65%;光束整形后激光诱导击穿光谱的稳定性得到了明显改善,两种激光诱导产生的等离子体均呈局部热力学平衡状态。     

新型光折变晶体Ce:BSO中的各向异性光散射

各向异性光散射现象已在几种光折变晶体中观察到,如BaTiO_3,Fe:LiNbO_3,Cu:LiTaO_3。这几种晶体共同特点是均具有较高的光折变灵敏度,因而晶体中缺陷引起的杂散光与入射光相互作用时能够得到放大,产生各向异性光散射。普通BSO(Bi_(12)SiO_(20))晶体光折变灵敏度较低,未发现各向异性散射现象。我们在首次生长的新型光折变晶体Ce:BSO中观察到一种新的很强的各向异性光散射,并利用BSO晶体的光折变理论给予较圆满的解释。     

一种有机聚合物准波导结构的光学双稳

一种有机聚合物准波导结构的光学双稳王慧田，董凤忠，张占祥，叶佩弦（中国科学院物理研究所，北京１０００８０）傅兴发，邱玲，沈玉全（中国科学院感光化学研究所，北京１０００８０）本文从原理和实验上对有机聚合物薄膜准波导结构的光学双稳的产生机制和特性进行了研...     

用于气体浓度检测的VCSELs温度控制电路设计

在利用可调谐半导体激光器吸收光谱（TDLAS）技术对气体浓度进行检测时,检测系统对激光器的温度稳定性要求较高。提出了一种基于max1978的VCSEL激光器自动温度控制（ATC）方案,建立了热电制冷器（TEC）的数学模型,对TEC的热惯性进行了测试,以热惯性测试结果为基础对比例积分微分控制（PID）电路参数进行了整定,设计出了具有较高控制性能的温度控制电路。电路采用闭环负反馈自动控制方案,采用PID电路产生控制信号,驱动TEC,实现了对VCSEL激光器工作温度的有效控制。实验测试结果表明,电路的温度控制精度达到+0.03℃,较好地实现了激光器工作温度稳定性的控制。     

对称纤芯-包层光子晶体光纤的耦合特性

提出了一种新型对称纤芯-包层结构的光子晶体光纤,其截面由两组沿截面中心完全对称的纤芯-包层结构组成。对一组纤芯-包层结构的所有空气孔进行填充乙醇液体,利用填充液折射率的温度敏感性,来调制两纤芯之间的耦合特性。采用有限元法数值分析了该型光纤双芯不同结构参数及-20~70 ℃之间温度变化时的耦合特性。结果显示该型光纤双芯之间的耦合对温度具有高度敏感度,具有极短的耦合长度,在波长为1550 nm处耦合长度仅为55.00 μm,且可实现超短长度、高消光比偏振分束特性,长度为198 μm时消光比达到84.45 dB。该型光纤可以制作成性能很好的温度传感器和偏振分束器。     

环形结构分布式温度传感器中瑞利噪声的抑制方法研究

通过对分布式温度传感系统的基本原理的研究, 分析了温度测量过程中影响测温准确度的原因,提 出了基于环形结构的分布式温度传感器修正瑞利噪声的方法,有效地消除了波长相关损耗和 瑞利噪声引起 的测温误差。通过改变传感光纤前端的参考光纤的温度,即可解出光纤的瑞利噪声。实验结 果 表明,修正瑞利噪声后的分布式温度传感器,测温误差从8.5℃降低 到0.8℃。     

大气中甲烷含量监测方法研究

甲烷是大气中对温室效应影响仅次于二氧化碳的气体，甲烷的含量对于辐射过程和气候发展趋势的研究是特别重要；通过监测地面环境空气中甲烷的含量来分析其来源，能够为大气化学的研究提供非常重要的依据。本文针对环境空气中甲烷的测定，介绍了常用的两种测量方法。对每种方法的测量原理、特点及适用范围等方面进行了详细的阐述，对GC与TDLAS两种方法进行了详细的比较。     

影响分布式光纤传感器后向瑞利散射波形的关键因素研究

基于相干后向瑞利散射原理搭建了一套分布式光纤传感系统,并设计了一种优化的掺铒光纤放大器。以此为基础进行实验,分析了消光比、传感距离和传感光纤前后端反射等几个关键因素对相干后向瑞利散射波形的影响。实验结果表明:适当地设计电光调制器偏置电压与掺铒光纤放大器,可明显改善注入脉冲信号峰值功率和消光比;由于注入信号光消光比的限制,短距离传感比长距离传感更容易获得优良的散射信号;消除传感光纤前后端的菲涅耳反射也能显著提升散射信号的质量与稳定性。     

烟气流速及颗粒物浓度的光学测量方法研究

为实现基于光学方法的烟气流速和颗粒物浓度的非介入式测量,研制了双光路对射式烟气流速测量系统,并在工业烟道上进行了实地测试。鉴于工业烟道内气流的复杂性和多变性,提出了一种反级串的烟气流发展模型,并改进了数据处理方法。分析结果表明:基于新数据处理方法测量的烟气流速,虽然其统计平均值与皮托管的单点测量结果存在0.7m/s的差异,但两仪器测量结果的统计平均值非常一致,均接近7.6m/s。当信号比较理想时,相对于经过简单滤波后计算得到的烟气流速,新的数据处理方法不会对烟气流速及其变化趋势造成明显改变。由烟气流速测量系统所测信号的光强起伏与颗粒物浓度存在明显的线型关系,相关系数可达0.97。     

环境污染监测的光学和光谱学技术

近年来,环境污染成为世界范围普遍关心的问题。由于光学和光谱学技术具有多功能如良好的选择性、大的动态范围、好的时间分辨率、易于操作和可以遥测等特点,吸引了人们极大的兴趣.本文描述几种采用紫外、可见和红外普通光作光源和激光作光源的光学和光谱学方法以及他们在环境污染探测中的应用。