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激光器特性在痕量气体检测中的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]天津科技大学电子信息与自动化学院,天津300222
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB327800);天津市应用基础与前沿技术研究计划(批准号:14JCYBJC22800);高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20090032110053)资助的课题
中文摘要:

研究了激光器扫描步长和线宽两种特性对可调谐半导体激光吸收光谱检测系统的影响,理论上推导出激光与气体吸收谱线的作用原理,分析出扫描信号(锯齿波)的台阶间隔和高度影响激光器中心波长的扫描原理.设定了仿真参数,仿真出锯齿波台阶数与最大扫描误差关系曲线,得出扫描信号的一个周期内具有4000个台阶时,半高全宽(FWHM)大于0.01 cm-1,误差小于1‰;仿真出激光器线宽与最大幅值、线宽误差关系曲线,给出线宽误差最大为1%,0.5%时激光器线宽对应的最小FWHM.在温度系数n取0.9,大气展宽系数γair取0.005的条件下,给出温度T,压强P与FWHM关系图,推出了适用的压强与温度范围.为指导选取激光器与气体吸收谱线、提高系统检测限提供了相关理论依据.

英文摘要:

In this paper, we study the effects of laser scanning step length and width characteristic on tunable diode laser absorption spectrum detection system, theoretically derive the principle of interaction between laser and gas absorption line, and analyse the principle of effects of step duration and height about scanning signal(ramp) on the laser central wavelength. After setting the simulation parameters, the curve between the number of ramp steps and the maximum scanning error is obtained. If the scanning signal has 4000 steps in one cycle, the error is less than 1‰ with full width at half maximum(FWHM) value being greater than 0.01 cm-1. The curves between laser linewidth and maximum amplitude or linewidth error are simulated, and also the relationship between laser linewidth and minimum FWHM is given with linewidth error maximum values being 1% and 0.5%. On condition that temperature coefficient n is 0.9 and air-broadened coefficient is 0.005, this paper gives the relationship among pressure, temperature and FWHM, from which the suitable pressure P and temperature T range are deduced. It can provide the relevant theoretical basis for selecting the laser and gas absorption lines and also for improving the system detection limit.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876