王杰 1刘睿 1廖文龙 1任心仪 2,*[ ... ]程林 3
作者单位
摘要
1 国网四川省电力公司电力科学研究院,四川 成都 610041
2 华东师范大学重庆研究院,重庆 401121
3 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,湖北 武汉 430074
双光梳光谱是实现高分辨光谱分析的重要工具,其因相干特性依赖于复杂、庞大的频率锁定与反馈系统,导致成本高昂且对环境扰动敏感,应用领域受限。基于电光频率梳的双光梳系统具有装置简单、频率捷变及相干性高等优势,有利于外场的应用,但其在气体检测应用中的含量反演精度及实时性仍有待验证。为此,搭建了高相干电光双光梳系统,并利用多通气体池实现了CO和CO2气体吸收光谱测量,其结果与HITRAN数据库仿真结果一致。光谱分辨率达200 MHz,单次刷新时间仅为4 μs。实验通过对CO2吸收峰的含量反演与多峰拟合,将含量不确定度缩小至2.86%。此外,通过对CO吸收光谱的快速检测,验证了系统对混合气体含量监测的实时性,该系统有望应用于电力设备故障特征气体的实时监测。
分子光谱 电光 频率梳 双光梳光谱 气体检测 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1730002
作者单位
摘要
1 华东师范大学, 精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 华东师范大学重庆研究院, 精密光学重庆市重点实验室, 重庆 401121
随着电力系统向高压、 大容量、 信息技术应用等方向发展, 电力设备的高效运维对于保障电力系统安全运行和经济平稳增长具有重大意义。 对六氟化硫气体分解产物的检测是电气绝缘设备检漏及判断故障类型的有效手段。 基于光学频率梳的双光梳光谱检测技术具有高分辨、 高精度、 宽光谱、 高速动态等优势, 有望在电力设备漏气故障检修中, 为判断特征气体种类及定量分析提供可靠手段。 搭建了基于两台集成掺铒光纤光梳的双光梳光谱检测装置。 通过精密频率控制及精细温控, 光梳重复频率抖动从18.37 Hz降低至607.72 μHz, 光梳梳齿稳定度控制在10-12。 装置具有长时间稳定和小型化集成的特点, 对外界环境干扰免疫性强, 在室外环境运行两小时, 光梳的重复频率及载波包络相位信号仍能保持相位锁定, 两台光梳相干性无明显劣化。 在光谱检测方面, 结合使用超灵敏多通气室, 对CO与CO2混气进行了测量, 在ms量级时间内实现了1 540~1 590 nm波段内CO和CO2吸收峰的同时成谱检测, 光谱分辨率达1 pm。 分别以CO和CO2在1 585.47、 1 581.946 nm和1 580.5、 1 579.575 nm的特征吸收峰为例, 通过洛伦兹数据拟合反演出相应分子数密度。 CO和CO2的气体分子数密度的多峰测量不确定度分别为0.32%与0.24%, 较单峰测量结果(2%)降低了近1个量级。 该研究推进了双光梳光谱技术及系统在电力设备漏气故障特征气体非接触实时检测中的应用。 传统接触式检测存在检测气体种类单一、 积分时间长、 难以做到长期在线实时监测的缺点, 而双光梳光谱检测能够在ms量级对多组分气体的多峰非接触式同时成谱检测, 在缩短检测时间的同时提高了检测精度, 为电力设备漏气故障的及时排查及故障类型的诊断提供了有效途径。
光学频率梳 双光梳光谱 特征气体检测 Optical frequency comb Dual-comb spectroscopy Characteristic gas detection 
光谱学与光谱分析
2023, 43(3): 927
韩冰 1葛锦蔓 1,2,*任心仪 1,3李小军 2[ ... ]曾和平 1,3
作者单位
摘要
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062
2 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室,陕西 西安 710100
3 华东师范大学重庆研究院,重庆 401147
利用双光梳飞行时间法对小口径太赫兹天线及反射器面形进行了三维测量。实验中,单像素点测量时间为8 μs,纵向测量误差为1.3 μm。相较于传统的激光干涉法,双光梳法兼具了模糊距离大、测量精度高以及数据更新快等优势,为微波/太赫兹器件的面形测量提供了新途径。
测量 太赫兹 干涉 相干 成像系统 
中国激光
2022, 49(17): 1704001
陆诗雨 1郝强 1,*刘婷婷 2陈飞 1[ ... ]曾和平 2,3
作者单位
摘要
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
3 济南量子技术研究院红外光子学实验室, 山东 济南 250101
探究了一种基于非线性放大环形镜锁模的全保偏掺铒光纤光梳系统,重复频率(fr)为75.27 MHz,fr与载波包络偏移频率(f0)的标准偏差为分别为358 μHz和248 mHz。该系统通过温度反馈控制锁模振荡器局部环境、电压反馈控制压电陶瓷伸缩量、电流反馈控制泵浦源功率实现了对frf0的精确锁定,在10 ℃温度波动的外部环境中实现约100 h的稳定工作。最后,将该光梳应用于混合气体光谱检测实验,获得的乙炔吸收谱线与HITRAN数据库模拟结果一致,表明该光梳系统可初步用于光谱分析等室外应用。
激光器 光学频率梳 载波包络偏移频率 频率锁定 
中国激光
2021, 48(21): 2101002

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