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基于激光瞬态特性的气体浓度光纤传感器
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.1[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]南开大学物理科学学院光电信息科学系,天津300071, [2]Lightwave department, Institute for Infocomm Research, Singapore 637723, [3]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072
  • 相关基金:光电信息技术科学教育部重点实验室(南开大学、天津大学),国家973计划项目(批准号:2003CB314906),国家自然科学基金(批准号:60677013)和高等学校博士点基金(批准号:20060055021)资助的课题.
中文摘要:

报道了一种基于掺铒光纤激光器瞬态特性的新型气体浓度传感器.用光纤环全反镜和光纤Bragg光栅(FBG)构成F-P线形腔,通过调节光栅的反射波长,使激光激射波长落在C2H2的一个较强的吸收峰1531.56nm.激光激射延迟时间与激光器谐振腔损耗密切相关,气体浓度的改变将引起谐振腔损耗的改变,通过测量激光激射延迟时间可以获得气体的浓度.该装置分辨率及灵敏度由抽运光脉冲的高功率电平和低功率电平决定,传感器的动态测量范围由抽运光高功率电平决定.当高功率和低功率电平分别为25mW和5.9mW时,该传感器的灵敏度和分辨率分别为100ppm/μs和20ppm.

英文摘要:

A novel fiber sensor for measuring gas concentration is reported, which is based on the transient regime of a Er-doped fiber laser. A Sagnac fiber loop and a FBG that also acts as the sensing element form the linear fiber laser cavity. By adjusting the central wavelength of the grating mirror, the oscillating wavelength is set to 1531.56 nm, which is a strong absorption peakof C2H2. The gas concentration can be obtained by measuring the laser build-up time, which is closely related with the cavity loss and therefore determined by the gas concentration, in the present experiment, the sensor' s sensitivity and resolution can be adjusted simply by controlling the pumping level. When the pump pulse is at high level and low level of 25 mW and 5.9 mW, respectively, a sensitivity of 100 ppm/μs and resolution of 20 ppm are achieved.

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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