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基于波长调制技术的内腔式气体传感研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[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光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300072
  • 相关基金:基金项目:国家973计划(2010CB327802)、中国博士后科学基金(20090460690,201003298)、国家自然科学基金(30770597)、教育部博士点新教师基金(200800561020,200800561022)和天津大学青年教师培养基金(TJU-YFF-08847)资助课题.
中文摘要:

气体传感理论和实验研究已成为当今光纤传感领域的热点之一。波长调制法和有源内腔法是提高气体传感灵敏度的两种有效方式。结合上述两种气体传感方法,构建一个基于波长调制技术的内腔式气体传感系统。讨论气体吸收光谱二次谐波分量与气体浓度之间的函数关系,从理论和实验两方面确定系统的最佳参数。利用提取多条吸收谱线的二次谐波分量,采用平均算法进一步提高系统灵敏度,进行乙炔气体传感的灵敏度可达7.5×10^-5。以光纤光栅作为波长参考,建立系统的波长一电压响应曲线,进而检测气体的吸收波长值。进行乙炔气体传感时吸收波长检测的绝对误差不超过0.445nm。

英文摘要:

Theoretical and experimental research of gas sensing technique is one of the focus in modern fiber sensing area. Wavelength modulation and active intra-cavity methods are two effective ways which increase the sensitivity obviously. Combined with these two methods, an intra-cavity gas sensing system based on wavelength modulation technique (WMT) is established. The relationship between the second-harmonic component of gas absorption spectra and concentration is investigated. And then the optimized parameters of the system are obtained theoretically and experimentally. The second-harmonic components of several gas absorption spectra can be detected. And the average algorithm is used to increase the sensitivity further. The sensitivity of acetylene can be less than 7.5×10^-5 . With fiber Bragg grating (FBG) as wavelength reference, the wavelength-voltage relationship model of the system can be established. This model can be used to detect the absorption wavelength of different gases. When the system is used to measure acetylene, the maximum absolute error of the detected absorption wavelength is less than 0. 445 nm.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849