1 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
3 国家电网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆 404100
展示一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）的微型化纳米光纤甲烷传感器。在比尔-朗伯定律的基础上，选择1.6 μm附近的甲烷吸收线，对分布式反馈半导体激光器（DFB-DL）进行波长调制，使用锁相放大器解调出二次谐波信号，建立一套完整的基于纳米光纤的TDLAS系统。使用该系统测量室温下不同入射功率和不同压强对二次谐波信号的影响，同时获得了该系统的压力展宽系数和压力频移系数，发现直径较小的纳米光纤可以对甲烷产生更强的吸收。所设计的纳米光纤传感器是一个在低功率条件下进行微量气体测量的有力工具，在气体种类分析和定量分析方面有着巨大的应用潜力。
激光光谱技术 可调谐半导体激光吸收光谱技术 分布式反馈半导体激光器 纳米光纤 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0628011
1 内蒙古民族大学 物理与电子学院, 内蒙古 通辽 028000
2 吉林大学 集成光电子国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围, 引入对数变换方法和差分检测电路, 对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前, 由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换, 使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离, 再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略, 理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量, 并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论, 对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下, 假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm (1 ppm = 10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。
红外吸收光谱 波长调制 谐波检测 分布反馈式二极管激光器 infrared absorption spectral wavelength modulation harmonic detection distributed feedback diode laser 红外与激光工程
2017, 46(2): 0223001
武汉科技大学 冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心， 武汉 430081
为了设计一种CO气体检测与排放回收综合控制系统，采用可调谐半导体激光吸收光谱技术，利用单片机MC9S12DG128B作为核心控制器产生激光调制信号，通过采集经气体吸收后的光功率和2次谐波信号来分析气体浓度，把气体浓度信息上传到工控机进行实时监控。结果表明，CO激光检测气体灵敏度高、选择性强、响应速度快、能连续分析和抗干扰性能好，满足工业现场的要求。
激光技术 气体检测 分布反馈半导体激光器光源 2次谐波检测 laser technique gas test light source of distributed feedback diode laser second harmonic detection
量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学 光电研究所,山西 太原 030006
将激光器锁定到合适的参考频率上,可以有效地改变激光器的频率稳定性。1 560 nm的分布反馈式半导体激光器,可以通过倍频锁定于铷原子吸收线上。实验中我们利用PPLN准位相匹配晶体进行倍频,当输入光为1.6 W时可以获得25 mW的倍频光,非线性转换系数为0.96 %/W。我们还将激光器的频率锁定于Rb原子的吸收线上,30 s内剩余频率起伏约为±3.5 MHz。
分布反馈式半导体激光器 铷原子 吸收光谱 倍频 锁频 distributed feedback diode laser rubidium atom absorption spectra frequency doubling frequency locking
