傅芸 1,2,*谭昊 1,2郭林辉 1,2张兰平 1,2[ ... ]唐淳 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
半导体激光功率的提升对于**安全、激光通信、激光探测/传感、激光照明、医疗美容等领域有着重要的意义。半导体激光共孔径合成技术可以在保证光束质量的情况下大幅提升输出功率,近年来得到了广泛的关注。半导体激光共孔径光谱合成和半导体激光共孔径相干合成是两种典型的半导体激光共孔径合成技术手段,多家国内外机构在这两种技术上一再取得突破。本文综述了上述半导体激光共孔径合成技术的发展,并对该技术的发展前景进行了展望。
激光器与激光光学 激光二极管 激光共孔径合成 半导体激光 激光光谱合成 激光相干合成 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1900002
王刚 1,2武红鹏 1,2廖洁麟 3魏永峰 3[ ... ]董磊 1,2,*
作者单位
摘要
1 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,激光光谱研究所,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 山西迪奥普科技有限公司,山西 太原 030006
讨论无人机载污染气体激光监测技术的发展现状以及在我国“天地空”一体化监测体系中的应用价值。无人机载污染气体激光监测平台由无人机平台和机载污染气体激光传感器两部分组成。从无人机平台出发,首先介绍当前无人机平台的类型,阐明不同类型无人机的优势和劣势;然后,介绍适用于无人机装载的几种激光光谱传感技术原理和相关应用,讨论无人机载污染气体激光监测技术在气体监测领域的应用潜能。
激光光谱 激光传感器 无人机 气体监测 
光学学报
2023, 43(18): 1899912
作者单位
摘要
1 国电南京自动化股份有限公司,南京 210032
2 大连理工大学 光电工程与仪器科学学院,大连 116024
针对真空脱气法脱气效率高但气量少的特点,提出了基于微型共振光声池的高灵敏度油中溶解气体检测技术。使用真空脱气法对变压器油中溶解的乙炔气体进行脱气,结合气室体积为12.4 mL的小体积H型共振式光声池,实现对油中溶解乙炔气体浓度的高灵敏度测量。利用掺铒光纤放大器对激光功率进行放大,并分析在近红外波段乙炔、水蒸气和二氧化碳的气体吸收光谱,选择较合适的气体吸收谱线进行光声信号激发。通过实验对激光调制电流和调制频率等参数进行优化。配置不同浓度的油样对系统的性能进行测试,得到系统对乙炔油样的最低检测限为0.2 μL/L。
激光光谱 光声光谱 油中溶解气体分析 光声池 真空脱气 Laser spectroscopy Photoacoustic spectroscopy Analysis of dissolved gas in oil Photoacoustic cell Vacuum degassing 
光子学报
2023, 52(3): 0352120
陈邱笛 1,2,3郑为比 1,2,3张沛雄 1,2,3,*李真 1,2,3陈振强 1,2,3
作者单位
摘要
1 广东省晶体与激光技术工程研究中心, 广州 510632
2 广东省光纤传感与通信重点实验室, 广州 510632
3 暨南大学光电工程系, 广州 510632
本文研究了一种在激光谐振腔内额外加入晶体以优化谐振腔稳定性的方式, 通过在谐振腔内加入折射率合适的晶体有效提高了激光输出性能。本工作搭建了一台Nd3+∶Gd0.1Y0.9AlO3(Nd∶GYAP)晶体激光器, 并在激光谐振腔内置入LBO晶体, 研究对比了LBO对b切和c切晶体激光性能的影响, 以及有无LBO时的激光器性能, 包括输出功率、激光波长、光束质量和偏振特性。结果表明, 当在激光谐振腔内置入LBO后, 光谱和光束质量基本没有发生变化, b切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从18.9%提高到24.3%, c切Nd∶GYAP激光器的斜率效率从2.87%提高到10.07%, b切晶体的最大输出功率从0.931 W增加到1.254 W, c切晶体的输出功率从63 mW增加到134 mW。置入LBO后, 输出激光的偏振由于旋光现象也会在一定程度上发生偏转。因此, 在一些必须延长腔长的情况下, 如调谐和锁模操作中, 该工作为其提供了一种提高激光器斜率效率和输出功率的方法。
~1 μm激光 输出功率 激光光谱 光束质量 偏振特性 LBO LBO Nd∶GYAP Nd∶GYAP ~1 μm laser output power laser spectrum beam quality polarization characteristic 
人工晶体学报
2023, 52(3): 405
赵意意 1,2薛彬 1,2黄帅东 1,2谢新梅 1,2杨建峰 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
拉曼光谱是一种新型且强大的月球与深空探测工具。介绍了深空拉曼光谱技术的原理及技术特点,梳理了国际上深空拉曼光谱技术的发展现状,介绍了目前国际上在研/在轨的5台拉曼光谱载荷的设计情况。在此基础上,对深空探测拉曼光谱技术的关键问题进行了分析总结,对该技术的下一步发展进行了展望。
光学设计 光谱测量 拉曼光谱 月球与深空探测 激光光谱 光栅光谱仪 
光学学报
2023, 43(8): 0822006
王硕 1,2蒋源 1,2崔帅威 1,2苏殿强 1,2[ ... ]赵延霆 1,2,*
作者单位
摘要
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
赵之豪 1,2陈兵 2邓昊 2马国盛 2,3[ ... ]苑振宇 1,**
作者单位
摘要
1 东北大学信息科学与工程学院,辽宁 沈阳 110000
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230000
3 中国科学技术大学,安徽 合肥 230000
人体呼气中一氧化氮浓度(FeNO)与肺部呼吸道疾病有着紧密的联系,美国食品和药品管理局(FDA)、欧洲呼吸学会(ERS)和美国胸科学会(ATS)等权威机构相继将FeNO作为哮喘生物标志物,并将FeNO列为呼吸系统疾病的常规检查项目。针对FeNO高灵敏监测需求,发展了一套中红外波长调制激光吸收光谱检测仪,利用多元线性回归的方法解决了CO2谱线交叉干扰问题,NO的检测限达到0.12×10-9。利用多浓度标准气体对样机性能进行了定标,在0~215×10-9体积分数范围内,仪器结果的线性相关性为0.994。最后,对中国中医科学院西苑医院的志愿者呼气样本进行了测量。
光谱学 一氧化氮 激光光谱 中红外波长调制 多元线性回归 
光学学报
2022, 42(21): 2130001
马国盛 1,2刘英 1,2邓昊 1许振宇 1[ ... ]阚瑞峰 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所,安徽合肥23003
2 中国科学技术大学,安徽合肥3006
针对温室气体CH4的高灵敏探测需求,提出了高精细度光学反馈腔衰荡光谱技术,研究了光学反馈对腔模信号的影响、系统的灵敏度以及光谱扫描法。在精细度大于100 000的V型谐振腔上实现了光学反馈腔衰荡光谱技术,对比了有/无光反馈时腔模信号的差别,验证了光反馈效应可以提高激光到腔的耦合效率。发展了固定腔长的光反馈检测技术,将腔的自由光谱范围FSR用作光谱相对频率标尺,基于HITRAN数据库中两条吸收谱线的绝对波长和测量到的相对位置进行对比分析,得到腔的FSR为0.004 2 cm-1。然后,运用allan方差分析了系统的检测能力,测得系统的噪声等效吸收系数为1.1×10-10 cm-1 Hz-1/2,当积分时间为4.7 s时,系统灵敏度为8×10-11 cm-1。最后,提出了连续电压扫描的激光器频率控制扫描方法,用1.5×10-6的标气对该方法进行了验证,得到测量精度为6.8×10-9。该方法在仪器工程化方面极具潜力。
激光光谱 光学反馈 腔衰荡光谱 CH4高灵敏探测 laser spectroscopy optical feedback cavity ringdown spectroscopy CH4 highly sensitive detection 
光学 精密工程
2022, 30(19): 2305
作者单位
摘要
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技创新研究院前沿交叉技术研究中心,北京 100071
基于呼吸气体分析的疾病诊断技术,属于无损医学诊断研究范畴,是今后医学诊断的重要发展方向,将会在今后无损医学疾病诊断中发挥重要作用,尤其是在当下新冠疫情肆虐的背景下,对于无创、实时、准确性高的疾病诊断技术的需求更加迫切。针对呼吸气体诊断需求,在介绍腔增强吸收光谱技术基本原理和技术特点基础上,概述了腔增强呼吸气体诊断技术国内外发展历史及现状,并在归纳整理呼吸气体诊断特点的基础上,分析了今后腔增强呼吸气体诊断技术发展方向,可为后续技术的发展和应用提供参考。
光谱学 呼吸气体诊断 激光光谱技术 腔增强吸收光谱技术 光反馈 
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1900002
作者单位
摘要
1 华南师范大学, 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
3 深圳技术大学, 中德智能制造学院, 广东 深圳 518118
4 华中科技大学, 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
冶金、 核工业、 污染检测和环境监测等领域对元素分析的需求是必不可少。 激光诱导击穿光谱技术作为一种新型的原子光谱分析技术, 具有实时快速、 对样品几乎无损、 可多元素同时分析等特点, 因此一直受到广泛的关注。 但其分析灵敏度较差的缺点一直限制着该技术的发展。 激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术能够通过激光共振激发提高分析灵敏度并高效检测样本元素种类, 通过光谱仪收集光谱信息并建立模型可对未知样本进行浓度预测。 但当基体原子与目标原子的特征谱线十分接近时, 基体谱线会受到影响, 此时一元定标准确度下降。 通过一元线性拟合和多元线性拟合两种方式对钢铁中的Ni和Cr元素分别建立线性模型。 首先, 选取样品光谱中的峰值谱线, 核实其是否为待测元素或基体元素所对应的特征谱线, 选定合适的特征谱线后, 将多个谱线的光谱强度以及对应该样品的待测元素浓度作多元线性拟合模型, 将各个谱线所对应的拟合系数由高到低进行排序, 并以多元线性拟合模型中各个特征谱线对应的光谱强度对浓度预测的贡献度为标准不断减少拟合维度, 使Ni和Cr拟合模型的决定系数分别由0.960 1提高至0.992 9和0.992 0提高至0.998 7, Ni和Cr元素含量的回归模型平均相对误差分别由38%降低至10%左右和55%降低至25%以内, Ni和Cr元素的线性回归模型的交叉验证均方根误差随着维度的增加分别由3.4%降低至2%左右和2.5%降低至1.5%左右。 选取多个谱线建立多元线性回归模型的方法较为有效的降低了激发干扰的影响, 以较小的工作量提高了对待测样品的待测元素浓度预测的准确度, 为推进激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术在元素分析的实际应用提出了一种可行的方案。
激光诱导激光光谱 激光诱导荧光 多元线性回归 Laser-induced breakdown spectroscopy Laser-induced Fluorescence Multiple linear regression 
光谱学与光谱分析
2022, 42(3): 795

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