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TDLAS气体激光遥测高灵敏光电探测电路设计 被引量：4
1
作者 裴梓伊 胡朋兵 +3 位作者 潘孙强 戚海洋 刘素梅 刘东 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-208,共11页
针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方... 针对气体激光遥测光信号微弱、环境因素干扰强等特点,结合波长调制技术,设计和研究了用于TDLAS激光遥测的高灵敏度光电探测电路(Highly Sensitive Photoelectric Detection Circuit,HSPDC)。基于波长调制技术,确定了TDLAS信号噪声抑制方法;采用光电二极管理想模型,分析了光电探测电路的线性响应特性并确定了光电二极管的关键参数;基于级联放大原理设计、仿真并对HSPDC进行测试。结果表明:所设计HSPDC的光功率检测下限为0.11 nW,信号衰减仅为0.79 dB(f=10 kHz),截止频率较现有108 V/A跨阻放大电路高一个数量级,可用于高速调制微弱光信号的探测。搭建了气体激光遥测系统,当调制频率为3 kHz时,激光遥测系统获得了良好的检测性能,检测灵敏度达到88.66 mV/ppm,检测限优于0.565 ppm,线性拟合度R2为0.9996。研究表明,研制的HSPDC光电探测电路具有响应速度快、检测灵敏度高等优点,可集成化,能满足气体激光遥测应用需求。 展开更多
关键词 光电探测 跨阻放大 TDLAS 开放光路 激光遥测
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开放光程扬尘颗粒物浓度测量方法及系统 被引量：1
2
作者 肖云龙 徐可欣 +3 位作者 陈文亮 李杏华 李晨曦 路广 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期312-316,共5页
利用单波长激光通过扬尘空间发生散射消光衰减的特性,设计了开放光程的颗粒物浓度检测方法及系统。该方法利用双峰正态分布模型模拟颗粒物粒径分布,实时计算一定空间范围内的扬尘颗粒物浓度,具有响应速度快、测量动态范围宽的优点,适合... 利用单波长激光通过扬尘空间发生散射消光衰减的特性,设计了开放光程的颗粒物浓度检测方法及系统。该方法利用双峰正态分布模型模拟颗粒物粒径分布,实时计算一定空间范围内的扬尘颗粒物浓度,具有响应速度快、测量动态范围宽的优点,适合浓度高、变化快、空间范围大的扬尘颗粒物浓度测量。通过水溶胶模拟实验与烟尘实验验证了该方法的可行性。实验数据表明,系统量程可达0~400mg/m3,分辨率为0.05mg/m3,响应时间小于1s。 展开更多
关键词 消光法 MIE散射 开放光程 扬尘浓度 在线测量
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基于激光吸收光谱开放式长光程的空气中甲烷在线监测及分析 被引量：11
3
作者 夏慧 刘文清 +7 位作者 张玉钧 阚瑞峰 崔益本 王敏 何莹 崔小娟 阮俊 耿辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1454-1458,共5页
研制了一套基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的开放式长光程甲烷(CH4)浓度实时监测系统,系统采用波长调制和二次谐波探测相结合,并利用光强归一化的方法消除光强波动对测量结果产生的影响,实验证明采用消除光强波动的方法后使... 研制了一套基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的开放式长光程甲烷(CH4)浓度实时监测系统,系统采用波长调制和二次谐波探测相结合,并利用光强归一化的方法消除光强波动对测量结果产生的影响,实验证明采用消除光强波动的方法后使测量结果的误差小于2%。然后利用该系统在往返750 m的光程上,对合肥市董铺岛进行了为期1周的大气CH_4浓度测量,测量结果表明董铺岛CH4浓度有明显的日变化趋势,白天浓度低。夜间浓度高,日平均浓度(1.8～3.4)×10 -5,日最小值(1.8～2.2)×10-6,日最大值(3.0～3.4)×10-6。通过分析,可实现1～2 km范围的空气中CH4浓度的实时在线监测,为生态系统的区域排放通量监测提供了有效的方法,也为卫星遥感提供了可行的地面校准方法。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS) 开放式长光程光路 归一化光强 定量分析
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开放光路非相干宽带腔增强吸收光谱技术测量大气NO_2 被引量：10
4
作者 凌六一 谢品华 +4 位作者 秦敏 胡仁志 方武 郑尼娜 司福祺 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期274-280,共7页
采用蓝色发光二极管(LED)作为非相干宽带腔增强吸收光谱技术(IBBCEAS)系统光源,测量了436～470nm波段内NO2样气的吸收,验证IBBCEAS的高探测灵敏度。通过氮气和氦气两者瑞利散射截面的差异标定了镜片在430～490nm波段内的反射率,并利用... 采用蓝色发光二极管(LED)作为非相干宽带腔增强吸收光谱技术(IBBCEAS)系统光源,测量了436～470nm波段内NO2样气的吸收,验证IBBCEAS的高探测灵敏度。通过氮气和氦气两者瑞利散射截面的差异标定了镜片在430～490nm波段内的反射率,并利用纯氧中氧气二聚体(O2-O2)在477nm处的吸收验证了镜片反射率标定的准确性。镜片反射率在461nm处最大且为0.99937,光学腔长度为73.5cm时的最大有效光程为1.17km。当光谱采集时间为20s时,NO2的探测灵敏度(1σ)达到了0.25×10-9。进行了开放光路下环境大气中NO2和O2-O2在454～486nm波段内的吸收测量,结果表明大气中气溶胶等颗粒物的Mie散射消光降低了IBBCEAS仪器的探测灵敏度(1.04×10-9)。大气中O2-O2的测量为IBBCEAS吸收光程的在线标定提供了一种可行的途径。 展开更多
关键词 大气光学 非相干宽带腔增强吸收光谱技术 开放光路 蓝色发光二极管 大气NO2
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