作者单位
摘要
1 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080
2 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001
3 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001郑州大学物理学院, 河南 郑州 450001
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮(C5-PFK)气体因其优良的电气绝缘性能和良好的环保特性受到国内外广泛关注。 制备高精度的C5-PFK混气并实现对其混合比的精准检测, 有利于对C5-PFK混气的科学论证, 最大限度的减少电力隐患。 采用FTIR实验, 结合B3LYP方法进行光谱理论计算, 对C5-PFK气体的红外光谱吸收特性进行了研究; 针对测试环境中可能存在的CO2及微水气体, 在相同的温压及光程条件下进行了谱线交叉干扰分析; 基于非分散性红外线(NDIR)技术对C5-PFK混气混合比传感器进行了仿真测试, 开展了传感器硬件系统的整体设计。 根据传感器的输出特性, 建立了BP神经网络温度补偿模型, 并对传感器的重复性及示值误差进行了测试。 结果表明: C5-PFK气体的强吸收峰位置分别为1 200、 1 262及1 796 cm-1, 分子理论计算与气体实测的红外光谱吻合较好; 合成空气背景下1 262 cm-1位置CO2气体的吸光度为6.04×10-7, 150 nm滤波带宽内微水峰面积影响因子约为3.15×10-3, 谱线交叉干扰可忽略不计, 采用NDIR技术选择1 262 cm-1位置实现混合比检测切实可行; 以量程追踪光程, 传感器仿真测试结果显示6.5 mm光程可实现0~15%的C5-PFK混气混合比的检测。 传感器输出特性显示: 吸收变量SA/SB值随温度的升高而减小, 呈现非线性关系; 10%的C5-PFK/Air混气在BP神经网络算法温度补偿前后最大示值误差分别为29.23%及1.29%, 补偿后输出吸收变量SA/SB值基本保持不变; 传感器重复性测试显示RSD为0.27%, 小于3%; 不同浓度对应的传感器示值的线性拟合系数R2为0.999, 最大示值误差为2.47%。 综上, 验证了该检测方法及其传感器在C5-PFK气体混合比检测范围、 抗干扰能力及可靠性等方面优势, 为C5-PFK混气电气设备混合比检测提供一种可行的解决方案。
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮 红外光谱特性 非分散红外技术 双波长红外差分 仿真测试 传感器输出特性 温度补偿 1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-heptafluoro-3-(trifluoromethyl Infrared spectral characteristics NDIR technology Dual wavelength infrared difference Simulation test Sensor output characteristic Temperature compensation 
光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3794
作者单位
摘要
湖南工业大学计算机学院,湖南 株洲 412007
基于光纤布拉格光栅对(DFBGs)的双波长线形腔光纤激光器利用偏振烧孔效应实现双波长激光稳定输出的研究颇多,但有关3 dB光纤环形镜(FLM)与光纤布拉格光栅(FBG)构成腔镜或仅FBG构成腔镜,以及DFBGs的选择对其激光输出性能[光信噪比(OSNR)、斜率效率及稳定性等]的影响的研究很少。本文实验首先在双波长线形腔掺铒光纤激光器中比较了3 dB FLM与FBG构成腔镜和仅FBG构成腔镜的双波长激光的输出性能,结果表明,仅FBG构成腔镜的输出性能优于3 dB FLM与FBG构成腔镜的输出。其次在仅FBG构成腔镜的线形腔中对低反射率FBG(输出镜)反射率相同与不同时的输出性能进行了对比,研究表明,低反射率FBG的反射率相同时双波长激光输出具有较高的OSNR、斜率效率和稳定性。接着改变构成腔镜的两对FBG的中心波长间隔分别为4、8、12 nm,研究表明,中心波长间隔越大输出越稳定,OSNR越高,但激光器的斜率效率有所降低。最后在室温环境下实现了两个激光波长分别为1550 nm和1562 nm、OSNR分别为50.24 dB和51.19 dB左右、中心波长变化分别小于0.030 nm和0.035 nm、输出功率波动分别小于0.061 mW和0.059 mW、3 dB带宽分别为~0.146 nm和~0.144 nm的稳定输出,该结果为线形腔双波长的更优输出。
光纤布拉格光栅对 偏振烧孔 3 dB光纤环形镜 双波长线形腔掺铒光纤激光器 中心波长间隔 double fiber Bragg gratings polarization hole burning 3 dB fiber loop mirror dual-wavelength linear cavity erbium-doped fiber laser center wavelength interval 
光学学报
2023, 43(23): 2306005
作者单位
摘要
1 天津理工大学 理学院, 天津300384
2 中国电子科技集团公司第十八研究所, 天津 300384
为了对基于喇曼晶体的主要喇曼频移模和次级喇曼频移模的外腔式双波长喇曼激光器进行理论分析, 采用光场的波动方程和喇曼晶体中振动波的阻尼谐振子波方程推导出了描述基频光、喇曼光1和喇曼光2的耦合波方程组, 通过引入归一化参量对耦合波方程组进行了归一化, 并数值分析了输出镜反射率和归一化参量对外腔式双波长喇曼激光器性能的影响。结果表明, 选择对主要频移模反射率小于0.5且对次级频移模反射率大于0.5的输出镜、两个喇曼振动模的增益系数相差不大的喇曼晶体, 适当提高入射基频光的脉冲宽度可以提高次级喇曼频移模的转化效率, 可实现有效双波长运转。所提出的归一化耦合波理论可以作为分析外腔式双波长喇曼激光器的辅助工具。
激光器 双波长喇曼激光器 次级喇曼模 归一化耦合波理论 lasers dual-wavelength Raman laser secondary Raman mode normalized coupled wave theory 
激光技术
2023, 47(5): 579
作者单位
摘要
西北大学 光电子与光电子技术研究所, 陕西 西安 710069
基于大增益带宽和高热导率晶体的偏振复用激光技术可以提高双频激光器和双光梳激光器在输出光谱范围和功率方面的性能。本文提出一种基于Yb:CALGO晶体的偏振复用激光器。将两片与光轴成45°角切割的双折射晶体放置在增益晶体的前后两侧形成三明治结构,利用双折射晶体的偏振特性使腔内激光形成只在三明治结构部分具备空间分离其余部分共线的偏振方向互相垂直的两种模式。同时,这种三明治结构既能使单束泵浦光能够自动分离为两束空间分离匹配的泵浦光,也可以使腔内增益晶体放置在腔内模式腰斑位置处,与泵浦光达到更好的模式匹配,提高光泵浦效率。最终测得的激光输出功率达到瓦量级并且斜率效率超过30%。在腔内加入标准具后,实现了频差为太赫兹量级的稳定双频激光运转。
偏振复用 Yb:CALGO晶体 双频激光器 双波长激光器 双梳激光器 polarization-multiplexing Yb:CALGO crystal dual-frequency lasers dual-wavelength lasers dual-comb lasers 
中国光学
2023, 16(6): 1475
刘梦媛 1,2,3,*齐瑶瑶 1,2,3白振旭 1,2,3张雨 1,2,3[ ... ]吕志伟 1,2,3
作者单位
摘要
1 河北工业大学先进激光技术研究中心, 天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室, 天津 300401
3 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300401
随着超大容量光通信的发展,密集波分复用技术被广泛采用。该技术需要稳定的高重复频率超快脉冲序列作为信号源,若采用多个单一波长输出的锁模激光器作为激光光源,系统的成本和复杂性将显著提高;而双波长锁模激光器因具有双波长输出、脉冲持续时间短、光束质量好和可调谐范围宽等优点,可有效满足超大容量光通信所需信号源的要求。此外,该光源在光谱学、微波产生等领域也均有应用。双波长锁模光纤激光器可利用双谐振腔结构、二维材料的高非线性以及腔内滤波效应等设计实现,其中腔内滤波效应可通过在激光谐振腔内插滤波器件、多模干涉和非线性效应如非线性偏振旋转三种方式引入。目前双波长锁模光纤激光器的输出波长主要在1 μm和1.5 μm波段的光谱区域,输出功率为mW量级,未来将向实现输出中红外或更长工作波段以及瓦级输出功率方向发展。
激光技术 光纤激光器 锁模 双波长 laser techniques fiber laser mode locking dual-wavelength 
量子电子学报
2023, 40(5): 615
王杰 1,2范婷威 2申玲菲 2,3黄志伟 2[ ... ]周田华 2,*
作者单位
摘要
1 复旦大学 通信科学与工程系 电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 空间激光信息传输与探测技术重点实验室,上海 201800
3 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
针对全双工水下无线光通信(FD-UWOC)系统中存在的自干扰限制系统通信性能的问题,文章提出了一种双波长收发分离的方法。基于Monte Carlo数值仿真方法,在Jerlov I、Jerlov IB和Jerlov II 3种典型水质下,分析了自干扰对450 nm单波长、525 nm单波长和双波长FD-UWOC系统性能的影响情况。仿真结果表明,水质越差,自干扰越强,并且自干扰的增强会显著降低FD-UWOC的光信噪比(OSNR),进而限制了系统的最远传输距离;采用双波长收发分离方法的FD-UWOC系统相较于单波长FD-UWOC系统能带来约60 dB的OSNR提升,从而可以实现更远的传输距离,其中,在Jerlov II类水质下传输距离提升了80 m,并能在Jerlov I和Jerlov IB类水质下实现大于100 m的有效传输距离。这些结果在FD-UWOC系统设计中具有一定的参考意义。
全双工水下无线光通信 Monte Carlo方法 自干扰 后向散射 双波长 FD-UWOC Monte Carlo method self-interference backscattering dual-wavelength 
光通信研究
2023, 49(4): 28
作者单位
摘要
1 宁波大学高等技术研究院 红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211
3 之江实验室,浙江 杭州 311121
高效的光调制能够显著提高光转换效率和调节光响应速率,在光电子学领域中表现出巨大的应用潜力。然而,光子之间的弱相互作用对操纵光子-光子相互作用造成了巨大的障碍。本文采用850 nm和1 550 nm激光同时激发含有Er3+∶NaYF4纳米晶体的氧氟化物微晶玻璃,可以实现绿色上转换荧光的快-慢光调制。与两束单波长激发的发光强度之和相比,双波长同时激发的绿色上转换发光强度明显提高了一个数量级。值得注意的是,绿色上转换发光快-慢响应速率依赖于双波长激发的泵浦策略,显示出高达4倍的快-慢响应差异。研究表明,双波长激发绿色上转换发光的快-慢光调制在新型的全光开关中具有广阔的应用前景。
微晶玻璃 NaYF4纳米晶 双波长泵浦 上转换荧光 glass-ceramics NaYF4 nanocrystals two-wavelength excitation up-conversion fluorescence 
发光学报
2023, 44(8): 1390
庄俊彦 1陈云云 1,2,3,*陈雅宜 1,2,3
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院,江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室,江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室,江苏 南京 210044
提出了一种基于双波长莫尔和发射层析的双温折射率模型,可实现等离子体电子和气体温度的同时测量,并从理论上讨论了该模型的合理性和优越性。选择不同压强下的氩弧等离子体进行实验,利用双波长莫尔层析技术测量折射率分布,探测波长分别为532 nm和808 nm,而氩弧等离子体的区域划分基于发射层析技术,最终实现了电子和气体温度的重建,以此验证了双温折射率模型的可行性,并分析了可能影响精确度的因素。本研究结果有助于扩展光学层析技术的适用范围,同时可以更好地进行等离子体流场的光学诊断。
双温折射率模型 双波长莫尔层析 发射层析 温度分布 double-temperature refractive index model two-wavelength Moiré tomography emission tomography temperature distribution 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1712006
桂博瀚 1,2,3李常伟 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏 南京 210042
2 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所),江苏 南京 210042
3 中国科学院大学,北京 100049
提出了一种基于微透镜阵列分割波前及多平面相位恢复的定量相位成像技术。针对大动态范围的相位物体实现定量相位成像,该技术同时施加了横向波面分割、轴向多衍射平面和多波长照明三种约束。该技术记录了两种不同波长照明下,微透镜阵列焦面附近不同衍射距离的强度分布图,采用多平面相位恢复算法提取透过相位物体的数字复振幅光场,通过双波长数字复振幅光场相位提取算法,实现了大动态范围下的相位物体成像。数字仿真实验中,在640 nm和685 nm的照明下,对相位变化范围大、结构复杂的相位物体进行了模拟仿真,结果表明,该技术可以高效、便捷地实现高精度相位成像。
成像系统 多平面相位恢复 双波长 微透镜阵列 定量相位成像 imaging system multiplane phase retrieval dual wavelength microlens array quantitative phase imaging 
光学学报
2023, 43(14): 1411002
作者单位
摘要
杭州电子科技大学 通信工程学院,杭州 310018
提出了一种基于Nd∶GdVO4晶体的双波长正交偏振被动调Q激光器。建立了对应的速率方程模型,研究了激光器输出双波长脉冲和不同输出镜反射率条件下泵浦功率对激光输出时域特性的影响。理论研究结果表明,通过调节输出镜反射率改变双波长阈值反转粒子数密度,当π偏振阈值反转粒子数密度小于σ偏振阈值反转粒子数密度且差值较小时,激光器可以输出双波长被动调Q脉冲激光,通过增大泵浦功率可以依次产生π偏振单一波长脉冲、双波长多对一脉冲、双波长一对一脉冲、双波长一对多脉冲以及σ偏振单一波长脉冲。搭建实验装置,设置π偏振输出镜反射率为0.60,σ偏振输出镜反射率为0.95,对泵浦功率和激光输出时域特性之间的关系进行验证。随着泵浦功率的增大,激光器依次输出具有上述时域特性的脉冲激光,与数值仿真结果一致。当泵浦功率为5.51 W时,激光器输出正交偏振双波长一对一脉冲激光,其中π偏振和σ偏振的波长分别为1 063.23 nm和1 065.52 nm,平均功率分别为323 mW和462 mW,脉冲峰值功率分别为11.62 W和20.35 W,脉冲宽度分别为185 ns和168 ns,脉冲重复频率为141 KHz。
双波长激光器 固体激光器 被动调Q Nd∶GdVO4 1 063 nm/1 065 nm输出 Dual-wavelength laser Solid laser Passively Q-switched Nd∶GdVO4 1 063 nm/1 065 nm output 
光子学报
2023, 52(4): 0414003

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