基于波长调制技术的激光器调制特性研究

论文摘要

在流场诊断技术中,可调谐半导体吸收光谱技术（TDLAS）成为主要的诊断技术之一,其可实现非接触、原位检测。波长调制（WMS）和直接吸收（DA）是两种最常用的TDLAS气体传感方法,在目标含量很低或者极端流场环境下,波长调制技术呈现出更多的优势,检测灵敏度与直接吸收相比可以提高1～2个数量级。在近红外波长调制技术应用领域,分布反馈式（DFB）半导体激光器成为流场诊断技术的光源选择之一,无论利用谐波信号（或者归一化谐波信号）的线型拟合,还是选择谐波信号的峰值来反演流场参数,吸收模型的准确建立均十分重要。在模型建立时,激光器频率-时间响应以及光强-时间响应的准确表示尤为重要。为解决吸收模型准确建立问题,提出了一种准确测量激光器调制参数的完整方法,通过实验测量了用于探测水汽吸收的1 392和1 469 nm激光器的调制特性,研究了分布反馈式激光器的调制参数随调制幅度,调制频率以及工作温度的变化。根据该方法得到的调制参数,建立吸收模型,测得常温下空气中水汽浓度为1.97%,直接吸收方法测得浓度为1.99%,验证了该测量方法的准确性。研究表明,调制深度随调制幅度的增加线性增加,随调制频率的增加非线性单调减小,随工作温度的升高线性增加;激光器的出光强度和频率同时被调制,强度变化超前频率变化的相位,随调制幅度的变化不明显,随调制频率的增加单调增加,随工作温度的升高单调减小;归一化一次谐波振幅和二次振幅均随调制幅度的增加而增加,随调制频率的增加而减小,随工作温度的变化不明显。在吸收光谱应用领域,波长调制技术发挥的作用愈加重要,调制系数与谐波信号的峰值息息相关,在波长调制技术应用时,选取适当的调制参数,有利于得到合适的谐波信号,可通过改变调制幅度、调制频率、工作温度得到最优调制系数。研究了近红外分布反馈式半导体激光器的调制特性,该方法同样适用于不同封装和不同波段激光器调制特性的研究,利于推广吸收光谱技术在各领域的应用。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张步强,许振宇,刘建国,夏晖晖,范雪丽,聂伟,袁峰,阚瑞峰

关键词: 波长调制,调制深度,调制幅度,吸收模型

来源: 光谱学与光谱分析 2019年09期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,中国科学技术大学

基金: 国家重点研发计划项目(2016YFC0201104)资助

分类号: TN248

页码: 2702-2707

总页数: 6

文件大小: 634K

下载量: 229

相关论文文献

• [1].免标定波长调制吸收光谱技术用于乙炔探测的研究[J]. 光学学报 2018(09)
• [2].波长调制型表面等离子体共振的传感特性研究[J]. 光谱学与光谱分析 2014(05)
• [3].波长调制光谱技术中的激光控制器设计[J]. 激光与红外 2010(05)
• [4].非正弦波长调制的洛伦兹线型的傅里叶分析[J]. 光谱学与光谱分析 2014(03)
• [5].基于波长调制技术的温度实时测量方法研究[J]. 光学学报 2015(02)
• [6].基于波数漂移修正算法的免标定固定点波长调制技术[J]. 光学学报 2019(08)
• [7].基于波长调制技术对强水蒸气干扰下痕量氨气的测量研究[J]. 工程热物理学报 2018(04)
• [8].基于免标定波长调制光谱技术的气体温度和组分浓度测量[J]. 光学学报 2013(12)
• [9].基于波长调制光谱技术的线宽测量理论及其应用研究[J]. 物理学报 2015(05)
• [10].基于TDLAS的二氧化碳和水汽同时检测技术研究[J]. 江苏科技信息 2018(05)
• [11].基于CORDIC算法的波长调制光谱技术[J]. 激光与光电子学进展 2017(07)
• [12].基于分布反馈激光器双波长调制的微量气体测量方法[J]. 激光与光电子学进展 2017(11)
• [13].燃烧流场波长调制光谱吸收模型的研究[J]. 中国激光 2019(07)
• [14].基于免校准波长调制的多光程吸收光谱[J]. 激光技术 2019(06)
• [15].TDLAS直接吸收法和波长调制法在线测量CO_2的比较[J]. 红外与激光工程 2018(07)
• [16].色散对ROF系统性能的影响[J]. 光电技术应用 2009(06)
• [17].颗粒物与气体浓度同步测量方法研究[J]. 光学学报 2019(06)
• [18].SPR分析仪的光路机械结构设计及控制系统优化[J]. 南开大学学报(自然科学版) 2018(02)
• [19].光纤气体传感器解调方法的研究[J]. 物理学报 2009(06)
• [20].基于波长调制谐波信号主峰拟合的气体浓度测量方法[J]. 北京航空航天大学学报 2017(11)
• [21].波长调制-直接吸收方法在线监测大气中CH_4和CO_2浓度[J]. 物理学报 2020(06)
• [22].基于可调谐激光光谱气体分析仪[J]. 科技创新与生产力 2014(03)
• [23].基于TDLAS矿井瓦斯气体浓度监测系统设计[J]. 煤矿安全 2010(03)
• [24].小型化燃煤电厂逃逸氨气激光测量仪[J]. 激光技术 2019(05)
• [25].可调谐激光遥测甲烷浓度的研究[J]. 电子测量技术 2011(06)
• [26].基于TDLAS技术的甲烷气体全量程探测系统[J]. 黑龙江科技大学学报 2019(03)
• [27].表面等离子体共振传感检测方法研究[J]. 传感器与微系统 2014(05)
• [28].1.531μm附近NH_3分子痕量探测[J]. 光谱学与光谱分析 2009(12)
• [29].小型化高稳定半导体激光驱动电路研究[J]. 激光与红外 2018(04)
• [30].波长调制光声气体检测用锁相放大器的优化设计[J]. 红外 2011(11)

标签：波长调制论文;  调制深度论文;  调制幅度论文;  吸收模型论文;