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 激光外差光谱仪的水汽柱浓度反演研究

张尚露 黄印博 卢兴吉 曹振松 戴聪明 刘 强 高晓明 饶瑞中 王英俭

[摘要]水汽是地球大气的重要组成部分, 也是平衡地气系统辐射收支的一个重要因素, 对天气和气候变化有着重要的影响。 常用的水汽柱浓度测量设备, 如无线电探空仪、 激光雷达、 微波辐射计、 太阳光度计、 DOAS仪器以及傅里叶...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2019, 39(04):1317

 QEPAS系统中石英音叉模态仿真计算与研究

程 刚 曹 渊 刘 锟 曹亚南 田 兴 陈家金 杨 刚 高晓明

[摘要]对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算, 获得石英音叉前6阶振型与模态频率, 认知了第4阶对称摆动振型为有效振动, 利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l1、 音臂宽度w1、 音臂厚...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2019, 39(01):31

 基于便携式柱面镜多通池的二氧化碳高灵敏度探测研究

陈家金 王贵师 刘 锟 谈 图 程 刚 田 兴 高晓明

[摘要]二氧化碳作为大气中重要的温室气体, 与气候变化和人类活动密切相关, 因此对其浓度的探测具有重要意义。 利用近红外可调谐二极管激光器结合自主设计的便携式小型化柱面镜光学多通吸收池, 实现了二氧化碳气体的高灵敏探...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2019, 39(01):292

 基于TDLAS技术的吸入便携式甲烷探测仪研制

刘 杰 董 洋 古明思 陈家金 谈 图 高晓明

[摘要]为了满足城市管网日常维护中对甲烷(CH4)泄漏检测的需求, 研制了一种基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的吸入便携式CH4探测仪,其重量仅为1.4 kg, 体积为22 cm×10 cm×10 cm。仪器内部采用中心波长为1...

 PDF全文量子电子学报 | 2019, 36(05):521

 离轴石英谐振光声光谱CO2传感研究

周彧 刘锟 高晓明

[摘要]二氧化碳(CO2)不仅是一种重要的温室气体,也是具有危害性的窒息性气体,因此发展小型化、 高灵敏度的CO2浓度传感器对无人机载、探空球等探测大气CO2以及在空间封闭环境的CO2浓度监测等领域具有较大的应用需求。开 展了...

 PDF全文量子电子学报 | 2019, 36(02):137

 免标定波长调制吸收光谱技术用于乙炔探测的研究

陈家金 王贵师 刘锟 谈图 高晓明

[摘要]利用近红外可调谐半导体激光器结合自主设计的柱面镜光学多通池,采用免标定波长调制吸收光谱技术实现了乙炔气体的痕量探测;实验中,使用中心波长为1.53 μm的分布式反馈二极管激光器和有效光程为10.5 m的柱面镜光学...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(09):0930001

 参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统

孙明国 马宏亮 刘强 曹振松 王贵师 刘锟 黄印博 高晓明 饶瑞中

[摘要]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...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(05):0530003

 激光雨滴谱仪光学设计与分析

汪 玉 谈 图 王贵师 高晓明

[摘要]用来描述降水粒子数浓度随粒子尺度变化函数的雨滴谱, 是降水最基本的微物理特征量, 利用雨滴谱信息可以更清楚地认识自然降水的发展演变过程。 从雨滴在矩形光束中的相对位置出发, 理论分析了不同尺寸条件下矩形光束透...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2018, 38(12):3952

 3.53 μm激光外差太阳光谱测量系统

卢兴吉 曹振松 黄印博 高晓明 饶瑞中

[摘要]激光外差技术具有高光谱分辨率特性, 常用于地球大气探测研究, 尤其是测量整层大气透过率及气体浓度反演。本论文设计了以窄线宽3.53 μm分布反馈式带间级联激光器作为本振光源的激光外差系统, 实现了整层大气中水汽和...

 PDF全文光学 精密工程 | 2018, 26(08):1846

 1.55 μm全光纤相干激光测风雷达技术研究

柯天美 谈图 侯再红 靖旭 王振东 高晓明

[摘要]风速的监测在气象预测、飞行器的安全保障及风力资源的勘测等方面都有着十分重要的应用。采用1.55 μm窄线宽全光纤激光雷达 开展全光纤相干多普勒激光测风技术的研究,建立一套由电机带动转盘转动模拟风速测量装置,利用...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2018, 13(05):364

 光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用

查申龙 刘锟 谈图 王贵师 高晓明

[摘要]CO和CH4气体作为判断变压器运行状态的故障气体,对其浓度的探测在变压器维护中具有重要意义.为了准确探测变压器运行过程中产生的CH4和CO气体浓度,本文利用光声光谱技术,设计了一套基于宽带光源的多组分气体探测系统...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(06):0612002

 基于共振型高灵敏度光声光谱技术探测痕量乙炔气体浓度

查申龙 刘 锟 朱公栋 谈 图 汪 磊 王贵师 梅教旭 高晓明

[摘要]乙炔气体作为判断变压器运行状态的一种故障气体, 其浓度的高低反映了变压器的运行状况, 因此对其浓度的探测在变压器的维护中具有重要意义。 为了准确探测变压器运行过程中产生的乙炔气体浓度, 为变压器的维护提供技术...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2017, 37(09):2673

 基于激光外差技术的高分辨率整层大气透过率测量

吴庆川 黄印博 谈 图 曹振松 刘 强 高晓明 饶瑞中

[摘要]激光外差技术是一种高灵敏度的光谱探测技术, 利用该技术研制的装置易于集成化小型化, 可以进行地基或星载的地球大气或天文观测。 基于激光外差光谱测量技术, 结合自研的太阳跟踪仪建立了一套高分辨率整层大气透过率测...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2017, 37(06):1678

 应用于激光外差辐射计的高精度太阳跟踪仪

曹亚南 王 睿 王贵师 朱公栋 谈 图 王晶晶 刘 锟 汪 磊 梅教旭 高晓明

[摘要]报道了一套适用于激光外差辐射计的高精度太阳跟踪仪, 为激光外差辐射计提供用以反演大气成分的柱浓度和垂直廓线的太阳光。 太阳跟踪系统采用太阳运行轨迹跟踪与光电跟踪相结合的跟踪方式, 具有精度高、 全时空特点。...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2017, 37(11):3626

 Raman光纤放大器在远距离遥感探测中的应用

梅教旭 汪磊 谈图 刘锟 王贵师 高晓明

[摘要]首次将Raman光纤放大技术与波长调制技术结合,使用Raman光纤 放大器对近红外激光进行了功率放大, 并将放大后的激光应用于远距离天然气管道泄漏遥测中。通过测试Raman光纤放大器在1650 nm波段的性能, 发现Raman光纤放大...

 PDF全文量子电子学报 | 2016, 33(03):311

 基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

王睿 谈图 汪磊 王贵师 朱公栋 曹亚南 高晓明

[摘要]在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟 仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2016, 11(06):466

 基于2.33 μm可调谐激光的石英音叉增强型光声光谱测量CO研究

胡立兵 刘锟 王贵师 汪磊 谈图 高晓明

[摘要]采用新型的2.33 μm 近红外分布反馈式半导体激光器,开展了基于离轴石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)探测一氧化碳气体的方法研究,并优化了系统的最佳调制频率、调制振幅。系统地研究了不同浓度下一氧化碳的信号,实验...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2015, 52(05):053002

 基于柱面镜光学多通池的CH4高灵敏度探测

陈家金 赵卫雄 高晓明 张为俊

[摘要]光学多通池被广泛应用于吸收光谱气体检测中,用来增加吸收光程,提高探测灵敏度。提出了一种由两块圆型柱面镜构成的光学多通池,其结构紧凑,镜面有效利用率高,相比传统相同基长的多通池可实现的光程有很大的增加。...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(09):0930003

 4.4 μm中红外激光外差光谱探测技术研究

谈图 曹振松 王贵师 汪磊 刘锟 黄印博 陈卫东 高晓明

[摘要]在国内首次报道以窄线宽的4.4 μm外腔量子级联激光(QCL)作为本地振荡光源, 黑体作为辐射光源的激光外差光谱实验装置的建立和测量工作。 激光外差光谱是一种高灵敏度的光谱探测技术, 并可以用于发展一种小型的光谱探测...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(06):1516

 基于中红外QCL激光和新型多通池高灵敏度测量CO和N2O的研究

谈图 刘锟 王贵师 汪磊 陈卫东 高晓明

[摘要]利用量子级联激光器(QCL)结合新型小型化光学多通吸收池高灵敏度同时测量CO 和N2O 痕量气体。所用激光为工作在4.3 mm 附近的宽调谐、无跳模外腔量子级联激光器,激光在较短的时间内(1 s)连续波长扫描,并覆盖N2O(2...

 PDF全文光学学报 | 2015, 35(02):0230005

 碘分子吸收稳定中红外差频激光频率

孙明国 马宏亮 王贵师 汪磊 曹振松 梁万国 陈怀曦 周煌 邹小林 陈卫东 高晓明

[摘要]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...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(07):0702006

 NO2分子高灵敏度痕量探测技术研究

董美丽 徐学哲 赵卫雄 顾学军 胡长进 盖艳波 高晓明 黄伟 张为俊

[摘要]搭建了一台基于蓝光LED的非相干宽带腔增强吸收光谱系统, 并将其应用于NO2分子的高灵敏度痕量探测研究。在3 s采样时间下, 系统探测灵敏度为3.2×10-9 cm-1(1 σ), 对应NO2的探测极限约为187 pmol/mol。利用Allan方...

 PDF全文应用光学 | 2014, 35(02):264-269

 高温高压下基于TDLAS的二氧化碳浓度测量方法研究

蔡廷栋 高光珍 王敏锐 王贵师 高晓明

[摘要]通过具有高灵敏度、 非侵入式等特性的可调谐二极管激光吸收光谱技术对发动机气缸工作过程等高温高压燃烧环境进行实时在线检测, 是了解其内部燃烧过程进而研发高效发动机的重要手段之一。 作为一种重要的温室气体和化...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2014, 34(07):1769-1773

 2 μm附近CO2谱线参数测量及应用

孙明国 马宏亮 曹振松 刘强 王贵师 陈卫东 高晓明

[摘要]吸收光谱技术用于痕量气体浓度监测, 特别是在气体分子稳定同位素丰度探测中, 吸收谱线参数的准确性非常重要, 目前普遍使用的HITRAN数据库中给出的各项参数具有一定的不确定性。 为利用2.0 μm激光波段进行CO2浓度及其...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2014, 34(11):2881

 腔增强/衰荡光谱应用于气溶胶消光检测研究进展

徐学哲 赵卫雄 董美丽 顾学军 胡长进 盖艳波 高晓明 黄伟 张为俊

[摘要]腔增强/衰荡吸收光谱技术,是目前应用最广泛的气溶胶光学特性原位测量方法之一,由于其原位、 实时特性,测量过程中气溶胶状态不会发生改变,测量具有代表性,近些年来已经开始作为各种仪器综合 比对实验中使用的参考标准...

 PDF全文量子电子学报 | 2014, 31(04):477-488

 适用于大气分子低温光谱实验的低温吸收池

马宏亮 孙明国 曹振松 黄印博 王贵师 高晓明 饶瑞中

[摘要]设计研制了一套可控温低温吸收池装置,用于系统研究大气分子的低温光谱参数。在之前研制的低温池的基础上,对新研制的低温池的杜瓦瓶与样品池的安装方式,样品池的构造材料以及具体的制冷方法进行了改进,提高了温度稳定...

 PDF全文光学 精密工程 | 2014, 22(10):2617

 基于SOPC的CCD光谱数据采集系统设计

万琳 谈图 汪磊 高晓明

[摘要]在数据采集系统中,往往采用单片机或者 DSP 进行控制,而在高精度线阵 CCD的应用中, 对像元输出信号 进行快速采样、存储是很重要的一部分内容。针对这些问题,提出了基于SOPC的光谱数据采集系统的 设计方案。该系统建立...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2013, 8(02):153-160

 1653 nm窄线宽拉曼光纤放大器

徐佳 汪磊 刘江 师红星 高晓明 王璞

[摘要]报道了中心波长为1653 nm的窄线宽拉曼光纤放大器。该放大器为全光纤结构,种子源为平均功率8 mW、线宽2 MHz的分布式反馈(DFB)半导体激光器,抽运源为中心波长为1541 nm的掺铒光纤激光器,拉曼增益介质为长500 m的高非...

 PDF全文中国激光 | 2013, 40(06):0602001

 适用于测量大气气溶胶吸收系数的光声光谱系统的研究

刘强 牛明生 王贵师 曹振松 刘锟 陈卫东 高晓明

[摘要]外部噪声和环境温湿度变化对光声池性能的影响是光声光谱技术在实际大气气溶胶吸收测量应用中遇到的主要问题。 详细分析了环境温湿度变化引起的共振频率漂移对光声信号的影响, 提出了抑制流动噪声和采样泵振动噪声的方...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(07):1729-1733

 T型光声池低温性能的研究与应用

牛明生 刘强 王贵师 袁怿谦 黄伟 张为俊 高晓明

[摘要]通过对T型光声池内模式分布、 温度分布以及边界条件的分析, 建立了共振频率与温度关系的数学模型。 分析了品质因子温度的关系及其影响因素。 在-100~0 ℃范围内对光声池的温度稳定性、 共振频率、 系统灵敏度进行了...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(03):577-581

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