大气与环境光学学报
2023, 18(5): 401
1 安庆师范大学物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
基于高分辨率可调谐二极管激光吸收光谱仪(TDLAS)和长程怀特吸收池搭建了一套高分辨率、光程可调吸收光谱测量系统,采用直接吸收光谱技术测量了1.51 μm 波段(6608～6624.3 cm-1) 水分子室温下的吸收光谱。利用非线性拟合程序,获得了57条水分子吸收谱线的线位置、线强和自展宽系数,并与HITRAN 2016数据库中的相应数据进行了比较,结果表明整体实验数据与HITRAN 2016符合较好,证明该光谱测量系统适用于水分子吸收谱线参数研究。
光谱学 光谱参数 吸收光谱 水汽 怀特池 spectroscopy spectrum parameter absorption spectroscopy water vapor White cell
1 安庆师范大学物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
利用宽带光源设计了用于探测甲烷浓度的光声光谱系统,在22 Hz最佳调制频率下对甲烷浓度进行了探测,利用Allan方差分析了系统的稳定性,评估了系统的最低探测浓度。研究结果表明,系统对甲烷浓度(体积比)的探测极限能达到1×10
-6。利用宽带光声光谱系统及基于分布反馈式二极管激光光源和长光程吸收池的直接吸收光谱探测系统同时对甲烷浓度进行探测,得到宽带光声光谱系统对甲烷浓度探测的误差约为8%。
光谱学 浓度探测 光声光谱 甲烷 长程吸收池 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 043001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Spatio-temporal coupling characteristics of ultrafast laser pulses are quantitatively tailored. An asymmetric microstructure is induced in the focal volume when the laser scans perpendicularly to the direction of the spatial chirp in fused silica. The tilted direction reverses when adding a Dove prism into the light path. The sign of the pulse front tilt can be turned from positive to negative by changing the group delay dispersion by steps. We reveal that the tilted direction of a microstructure depends on spatial chirp, and the interplay between spatio-temporal chirp leads to the change of tilted angles.
140.3390 Laser materials processing 220.4000 Microstructure fabrication 320.5540 Pulse shaping Chinese Optics Letters
2019, 17(8): 081402
1 安庆师范大学 物理与电气工程学院,安徽 安庆 246133
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
水汽连续吸收广泛存在于红外波段,对于地球辐射平衡和遥感探测有着重要的意义。一般水汽连续吸收的研究大多处于中红外窗口区域, 而在吸收谱带内和近红外窗口区域的研究较少。目前,水汽连续吸收的机理仍然是一个有争议的课题。简要阐述了现有理论及 计算模型的发展历史和研究现状,介绍了几种实验测量方法的原理、优点与不足,并对水汽连续吸收的发展进行了展望。
红外光谱 水汽 连续吸收 辐射平衡 遥感探测 infrared spectrum water vapour continuum radiation budget remote-sensing 大气与环境光学学报
2018, 13(5): 342
1 安庆师范大学物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
2 安徽理工大学机械工程学院, 安徽 淮南 232001
视频监控或激光成像在大气环境监测中有着广泛应用,然而在雾天条件下获取的图像不可避免地存在视觉质量降低的问题。 针对雾天图像对比度增强以及噪声抑制的需要,提出了一种改进的雾天图像增强算法。首先对原图像进行正反双向的双直 方图均衡处理与融合,然后重复采用上述方法对融合图像的小波分解低频系数矩阵进行增强处理,最后将处理结果和高频系数矩 阵进行小波重构得到输出图像。实验结果表明,该算法处理雾天监控图像能够取得较好的对比度增强与噪声抑制效果。
图像增强 直方图均衡 雾天监控图像 小波域 image enhancement histogram equalization fog surveillance image wavelet domain 大气与环境光学学报
2018, 13(4): 309
1 安徽工程大学数理学院, 安徽 芜湖 241000
2 中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
基于二极管激光波长调制光谱技术建立了一套参数主动控制的痕量气体实时在线探测系统。为提高系统的实时在线测量性能和测量精度,在模拟温度与压强对痕量气体浓度探测影响的基础上,待测气体的温度、压强和流量被主动控制,并能保持长期稳定性。小波去噪和卡尔曼滤波数字降噪技术被联合应用于系统。以CO2分子吸收为例的实验结果表明,小波去噪的应用将吸收光谱的信噪比提高了30%左右,卡尔曼滤波的应用将CO2体积分数的测量精度由2.5×10
-7提高至7×10
-8。Allan方差结果给出了系统的稳定时间,约为60 s。实测实验室内CO2浓度的结果表明,该测量系统具有良好的稳定性和可靠性,能够很好地监测痕量气体浓度的变化。
光谱学 激光吸收光谱 二次谐波 痕量气体 浓度反演
1 上海大学 理学院 物理系, 上海 200444
2 上海大学 理学院 化学系, 上海 200444
3 湖南生物机电职业技术学院, 长沙 410126
通过改变辐照激光脉冲数、激光的平均功率、显微镜物镜倍数/数值孔径等研究微皇冠结构形成与加工条件的关系, 并借鉴激光熔池形成和液滴溅射的模型对其进行理论分析。当激光脉冲数达到一定数量后, 烧蚀区域会出现微皇冠结构。烧蚀区域尺寸的改变是由于形成的液体区域中热毛细作用和化学毛细作用共同所致; 微皇冠结构溅射个数的改变是由于形成的气体因多光子吸收体积迅速膨胀所致。
自组织 铕复合物薄膜 微皇冠 飞秒激光 微加工 self-organize europium complex film micro-crown femtosecond laser micro-machining 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081014
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
3 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
4 法国滨海大学大气物理化学实验室, 法国 敦刻尔克 59140
差频光源用于大气分子稳定同位素丰度研究需要频率稳定的连续输出的空闲光。基于连续可调谐钛宝石激光器和单频连续NdYAG激光器建立差频系统，为了稳定差频系统产生的红外光源的波长，利用MgOPPLN作为倍频晶体，采用有多普勒展宽的碘分子吸收稳频方法，结合数字比例积分微分(PID)反馈控制技术，将NdYAG激光器的频率漂移量稳定在1.2 MHz/h内，稳定度为4.26×10－9。实验结果表明：增加对压电陶瓷(PZT)的调制电压时，NdYAG激光在1 h内的频率漂移量迅速减小，超过1 V后漂移量趋于稳定；改变对PZT调制频率没有获得较高的稳定度。将频率稳定后的NdYAG激光用于产生3.42 μm附近的差频光源，通过对低压下CH4气体分子吸收谱线的测量，去卷积运算得到差频系统的线宽约为6.9 MHz。实验结果既为该方法用于稳定激光频率提供了重要的参考，又为痕量气体探测提供了频率稳定的差频光源。
非线性光学 激光稳频 数字比例积分微分技术 一次谐波 差频产生
高重复频率飞秒脉冲激光辐照钼酸镝玻璃表面后，通过显微拉曼测试，发现在辐照区域内形成了含有MoO4四面体结构的β′-Dy2(MoO4)3晶体和含有MoO6八面体结构的α-MoO3晶体。通过电子能谱(EDS)测量辐照前后样品中钼(Mo)元素的含量，发现在辐照中心位置形成α-MoO3晶体相的区域内出现了明显的Mo元素缺失现象，表明了在高温场作用下，微爆现象引起了材料中心密度的降低。此外，随着辐照时间的增加辐照中心位置还出现了由Dy2(MoO4)3相向MoO3晶体α相的相变。这说明随着激光作用程度的加剧，中心区域Mo元素浓度降低，使得钼氧结构由MoO4四面体向MoO6八面体转变，导致在Mo元素浓度较低的区域更容易形成八面体结构的α-MoO3。
激光技术 飞秒激光 析晶 钼酸镝玻璃 显微拉曼光谱 电子能谱
