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 中国科学技术大学研究生院科学岛分院， 安徽 合肥 230026
提出了一种光源混合频率调制的闭环工作点无源控制方法，通过直接高频调制光源的方式从单路干涉信号中提取出相位漂移信号，并利用低频控制信号对光源直接调制的方式予以补偿。通过高频、低频调制信号的配合，解决了单路干涉信号的工作点跟踪问题，以无源控制的方式保证干涉测量系统始终工作在最灵敏的线性区域。测试了光源在不同调制频率下的调制特性，比较了系统开、闭环状态下工作点的变化趋势，无源闭环工作点控制法与相位载波解调算法的对比解调结果表明,两种方法解调结果相关度超过99%，证明该方法可行。
光电子学 光热干涉 相位漂移 无源 正交工作点 混合频率调制
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 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
大气气溶胶粒子吸收对地球辐射收支平衡、激光在大气中的传输等具有重要影响, 其吸收特性的准确测量越来越受到重视。介绍了气溶胶吸收系数的光热干涉法的测量原理、解调算法与标定原理。通过搭建的全光纤结构光热干涉实验装置, 对N2、NO2和含碳气溶胶进行了定性测量, 利用NO2气体在532 nm波段的吸收实现了实验装置的初步标定, 获得目前装置对NO2气体的最小可探测浓度为3.976 mg·m-3。分析结果表明光热干涉法在实际大气气溶胶粒子吸收特性的测量上潜力巨大。
大气气溶胶 吸收系数 光热干涉法 atmospheric aerosol absorption coefficient photo-thermal interferometry 红外与激光工程
2016, 45(s1): S111002
1 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 大气成分与光学重点实验室, 合肥 230031
2 中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 合肥 230026
解调算法是干涉测量的关键技术之一,通过初步搭建的光纤式光热干涉装置对相位载波解调算法进行了仿真与实验研究。介绍了装置采用的单光路垂直反射式干涉结构,阐述了相位载波调制解调的机理,并利用光纤式光热干涉装置,通过向压电陶瓷施加不同电压来模拟实际大气气溶胶吸收情况完成对相位载波算法解调能力的检验,并与不同质量浓度NO2标准气体下的实测相位信号、仿真解调相位信号和通过干涉条纹计算法获得的结果进行对比验证,证明相位载波解调算法可以满足光纤式光热干涉气溶胶吸收测量装置的信号解调工作的要求。
气溶胶吸收系数 光热干涉 相位载波 压电陶瓷 aerosol absorption coefficient photo-thermal interferometry phase generated carrier algorithm piezoelectric ceramics 强激光与粒子束
2016, 28(4): 041001
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 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026
大气气溶胶粒子吸收虽然一般比较微弱，但对地球辐射收支平衡、高能激光在大气中的传输具有重要影响，因而该吸收特性的准确测量越来越受到重视。针对光热测量技术，通过分析气溶胶因吸收激励激光能量产生的温度分布和折射率变化，给出了光热干涉的相位变化量与有效吸收系数、作用时间的关系；阐述了利用相位载波(PGC)算法获得相位变化信息的方式；以强、中、弱3种吸收特性的气溶胶为例，说明了不同激励激光波长下的光热效应；通过仿真计算及误差分析，展示了PGC 算法在解调精度和抗噪上的优势；对解调算法进行了初步的实验验证。
大气光学 气溶胶吸收特性 有效吸收系数 光热干涉法 相位载波算法 光学学报
2015, 35(11): 1101004
合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 合肥 230009
气溶胶吸收直接影响光在大气中的传播造成光的衰减。本文采用折返式 Jamin偏振干涉结构建立了气溶胶光热干涉实验系统, 提出并实验研究了在激光照射 (加热)和降温两个阶段分别测量吸收系数的方法, 确定了两种方法测量气溶胶吸收系数的激发激光功率, 为进一步开展气溶胶吸收系数的实验研究提供了参数支持。
气溶胶 光热干涉 吸收系数 aerosol photothermal interferometry absorption coefficient
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 中国科学技术大学, 合肥 230026
光热干涉法可在保持大气气溶胶状态不变的前提下直接测量其吸收系数,具有灵敏度高、响应速度 快和测量结果不受散射光影响等优点。详细阐述了光热干涉法测量气溶胶吸收系数的基本原理。 通过对几种典型光热干涉仪的剖析,包括Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪、Jamin干涉仪 和折返Jamin干涉仪,介绍了该方法不断完善的研究历程以及仍然待解决的问题。描述了在借鉴和 创新基础上,正在开发的全光纤结构光热干涉试验装置。分析了光热干涉法的未来发展趋势。
光热干涉法 气溶胶吸收系数 Mach-Zehnder干涉仪 Jamin干涉仪 photo-thermal interferometry aerosol absorption coefficient Mach-Zehnder interferometer Jamin interferometer
