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Cavity Ringdown Spectroscopy of PH2 Radical in 465-555 nm
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作者 赵东锋 秦成兵 +1 位作者 张群 陈旸 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2011年第1期8-15,I0003,共9页
Absorption spectra of jet-cooled PH2 radicals were recorded in the wavelength range of 465- 555 nm using cavity ringdown spectroscopy. The PH2 radicals were produced in a supersonic jet by pulsed direct current discha... Absorption spectra of jet-cooled PH2 radicals were recorded in the wavelength range of 465- 555 nm using cavity ringdown spectroscopy. The PH2 radicals were produced in a supersonic jet by pulsed direct current discharge of a mixture of PHa and SF6 in argon. Seven vibronic bands with fine rotational structures have been observed and assigned as 0 0^, 2 0^n, and 2 1^n (n=1- 3) bands of the A^2A1- X~ 2B1 electronic transition. Rotational assignments and rotational term values for each band were re-identified, and the molecular parameters including rotational constants, centrifugal distortion constants, and spin-rotation interaction constants were also improved with reasonably high precision. In addition, large perturbations observed in each quantum number of total angular momentum of the a axis level of the excited vibronic states were briefly discussed. 展开更多
关键词 PH2 radical DC discharge Cavity ringdown spectroscopy
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Determination of breath isoprene in 109 suspected lung cancer patients using cavity ringdown spectroscopy
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作者 Xin Wei Qingyuan Li +4 位作者 Yinghua Wu Jing Li Guangkuo Zhang Meixiu Sun Yingxin Li 《Journal of Innovative Optical Health Sciences》 SCIE EI CAS 2022年第5期41-50,共10页
Background:Lung cancer is one of the most common malignant tumors worldwide.Currently,effective screening methods for early lung cancer are still scarce.Breath analysis provides a promising method for the pre-screenin... Background:Lung cancer is one of the most common malignant tumors worldwide.Currently,effective screening methods for early lung cancer are still scarce.Breath analysis provides a promising method for the pre-screening or early screening of lung cancer.Isoprene is a potential and important breath biomarker of lung cancer.Material and Methods:To investigate the clinical value of isoprene for diagnosing lung cancer patients,a cavity ringdown spectroscopy(CRDS)based near-real time,sensitive analysis method of breath isoprene is developed in our lab.In this paper,92 breath samples from lung cancer patients,17 breath samples from patients with benign lesions,and 107 breath samples from healthy people were collected.Results:Research indicates that breath isoprene concentration is significantly higher in healthy individuals(221:3±122:2 ppbv)than in patients with lung cancer(112:0±36:6 ppbv)and benign lung lesions(127:9±41:2 ppbv).The result of Receiver Operating Characteristic(ROC)curve suggests that the concentration of isoprene is meaningful for the diagnosis of lung cancer(AUC=0:822,sensitivity=63:6%,specificity=90:2%,P<0:01).Conclusion:This study demonstrates that the CRDS breath isoprene analysis system can effectively analyze a large sample of human breath isoprene,and preliminarily confirms the use of breath isoprene as a biomarker for lung diseases. 展开更多
关键词 Cavity ringdown spectroscopy breath isoprene early diagnosis of lung cancer
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Fiber-Loop Ringdown Multi-Function Sensors
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作者 Ke Zhao Bokai Yi Zefeng Wang 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2014年第12期1118-1122,共5页
We demonstrate a fiber-loop ring down multi-function sensors system, which can be used to measure refractive index and curvature simultaneously. Good agreement has been found between theoretical analyses and experimen... We demonstrate a fiber-loop ring down multi-function sensors system, which can be used to measure refractive index and curvature simultaneously. Good agreement has been found between theoretical analyses and experimental results. It has great potential for sensor applications. 展开更多
关键词 Fiber-Loop ringdown Multi-Function SENSORS Refractive INDEX SENSORS CURVATURE SENSORS
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Agile cavity ringdown spectroscopy enabled by moderate optical feedback to a quantum cascade laser
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作者 Qinxue Nie Yibo Peng +4 位作者 Qiheng Chen Ningwu Liu Zhen Wang Cheng Wang Wei Ren 《Opto-Electronic Advances》 CSCD 2024年第11期30-37,共8页
Cavity ringdown spectroscopy(CRDS),relying on measuring the decay time of photons inside a high-finesse optical cavity,offers an important analytical tool for chemistry,physics,environmental science,and biology.Throug... Cavity ringdown spectroscopy(CRDS),relying on measuring the decay time of photons inside a high-finesse optical cavity,offers an important analytical tool for chemistry,physics,environmental science,and biology.Through the reflection of a slight amount of phase-coherent light back to the laser source,the resonant optical feedback approach effectively couples the laser beam into the optical cavity and achieves a high signal-to-noise ratio.However,the need for active phaselocking mechanisms complicates the spectroscopic system,limiting its primarily laboratory-based use.Here,we report how passive optical feedback can be implemented in a quantum cascade laser(QCL) based CRDS system to address this issue.Without using any phase-locking loops,we reflect a moderate amount of light(–18.2 dB) to a continuous-wave QCL simply using a fixed flat mirror,narrowing the QCL linewidth from 1.2 MHz to 170 kHz and significantly increasing the laser-cavity coupling efficiency.To validate the method's feasibility and effectiveness,we measured the absorption line(P(18e),2207.62 cm^(−1)) of N_(2)O in a Fabry–Perot cavity with a high finesse of ~52000 and an inter-mirror distance of 33 cm.This agile approach paves the way for revolutionizing existing analytical tools by offering compact and high-fidelity mid-infrared CRDS systems. 展开更多
关键词 cavity ringdown spectroscopy optical feedback quantum cascade laser gas sensing
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Preliminary investigation into feasibility of dissolved methane measurement using cavity ringdown spectroscopy technique 被引量:1
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作者 Zhen-Nan Wang Wang-Quan Ye +3 位作者 Xiao-Ning Luan Fu-Jun Qi Kai Cheng Ronger Zheng 《Frontiers of physics》 SCIE CSCD 2016年第6期159-166,共8页
For the exploration of gas hydrate resources by measuring the dissolved methane concentration in seawater, a continuous-wave cavity ringdown spectroscopy (CW-CRDS) experimental setup was constructed for trace methane ... For the exploration of gas hydrate resources by measuring the dissolved methane concentration in seawater, a continuous-wave cavity ringdown spectroscopy (CW-CRDS) experimental setup was constructed for trace methane detection. A current-modulation method, rather than a cavity-modulation method using an optical switch and a piezoelectric transducer, was employed to realize the cavity excitation and shutoff. Such a current-modulation method enabled the improvement of the experimental setup construction and stability, and the system size and stability are critical for a sensor to be deployed underwater. Ringdown data acquisition and processing were performed, followed by an evaluation of the experimental setup stability and sensitivity. The obtained results demonstrate that great errors are introduced when a large fitting window is selected if the analog-to-digital converter has an insufficient resolution. The ringdown spectrum of methane corresponding to the 2 nu(3) band R(4) branch was captured, and the methane concentration in lab air was determined to be 2.06 ppm. Further experiments for evaluating the quantitative ability of this CW-CRDS experimental setup are underway from which a high-sensitivity methane sensor that can be combined with a degassing system is expected. 展开更多
关键词 gas hydrate METHANE continuous-wave cavity ringdown spectroscopy current-modulation method
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腔衰荡法四腔镜反射率及腔内吸收测量 被引量:11
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作者 赵宏太 柳晓军 詹明生 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期213-216,共4页
由于镜片的反射率在不同的环境中是不同的,我们在这里利用腔衰荡四腔镜轮换的方法,在常态下测得了四腔镜的反射率,同时得到了腔内气体在测量范围的吸收情况.
关键词 腕衰荡类 反射率 吸收测量 四腔镜
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2型糖尿病患者呼吸丙酮影响因素分析 被引量:5
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作者 陈珠英 孙美秀 +6 位作者 龚智勇 袁渊 赵晓萌 刘伟超 姜琛昱 王振南 李迎新 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第5期483-490,共8页
呼出气中的丙酮是糖尿病的潜在生物标志物,本文利用基于光腔衰荡光谱(cavity ringdown spectroscopy,CRDS)技术的呼吸丙酮分析仪对2型糖尿病患者(type 2 diabetic,T2D)呼出气中的丙酮浓度进行定量测量,分析丙酮与患者临床指标的关系... 呼出气中的丙酮是糖尿病的潜在生物标志物,本文利用基于光腔衰荡光谱(cavity ringdown spectroscopy,CRDS)技术的呼吸丙酮分析仪对2型糖尿病患者(type 2 diabetic,T2D)呼出气中的丙酮浓度进行定量测量,分析丙酮与患者临床指标的关系,探索影响呼出气中丙酮浓度的因素,以期为糖尿病呼吸丙酮的临床应用提供参考.利用CRDS技术的呼吸丙酮分析仪测量147名T2D患者(81名男性,66名女性,年龄14~83岁)的512个呼出气体样品和52名健康人(30名男性,22名女性,年龄20~48岁)的119个呼出气体样品.对呼出气中的丙酮浓度与相应的血糖(blood glucose,BG)、糖化血红蛋白(glycohemoglobin A1C,A1C)、性别、年龄、身体质量指数(body mass index,BMI)、糖尿病患病年限及气体样本采集状态等指标,进行相关性统计分析并构建丙酮的多元线性回归模型.结果表明,性别、气体样本采集状态、BMI、年龄、A1C及BG等指标影响T2D患者的呼吸丙酮浓度.健康人呼吸丙酮浓度与性别、年龄及BMI无相关关系.T2D患者呼吸丙酮与BG及A1C均有弱相关关系,相关系数分别为0.093和0.1246.男性呼吸丙酮平均体积分数(1.75×10-6)显著性高于女性(1.15×10-6),且男性呼吸丙酮浓度随年龄的升高而降低(R=-0.154).男性呼吸丙酮浓度与BMI呈负相关(R=-0.2),且BMI〈25的患者呼吸丙酮平均体积分数(1.75×10-6)高于BMI〉25的患者(1.25×10-6).女性呼吸丙酮浓度与患病年限呈正相关(R=0.17),而男性呈负相关(R=-0.14).男性和女性空腹呼吸丙酮浓度均高于餐后2 h的呼吸丙酮浓度.多元线性回归分析结果表明,影响呼吸丙酮浓度的因素为:性别(β=0.374)、气体样本采集状态(β=-0.289)、A1C(β=0.083)、BG(β=0.002)、BMI(β=-0.046)及年龄(β=-0.009). 展开更多
关键词 2型糖尿病 呼吸丙酮 相关关系 多元线性回归模型 光腔衰荡光谱
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低频振荡模式在线辨识的最小平均M估计自适应滤波算法 被引量:5
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作者 刘贵富 卢继平 徐玉韬 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期178-183,共6页
研究了常规最小均方二乘自适应滤波算法应用于低频振荡的基本原理,以及最小平均M估计(least meanM-estimate,LMM)算法的基本原理。首次将LMM算法应用于低频振荡模式的在线辨识,采用新英格兰-39节点系统时域仿真数据和某电网的同步相量装... 研究了常规最小均方二乘自适应滤波算法应用于低频振荡的基本原理,以及最小平均M估计(least meanM-estimate,LMM)算法的基本原理。首次将LMM算法应用于低频振荡模式的在线辨识,采用新英格兰-39节点系统时域仿真数据和某电网的同步相量装置(phasormeasurement unit,PMU)实测数据对所提方法进行了测试,验证了LMM算法在低频振荡模式在线辨识的鲁棒性和有效性,对稳态类噪声数据和动态数据均可辨识,并能消除异常数据对辨识结果的影响。 展开更多
关键词 最小均方二乘算法 最小平均M估计算法 低频振荡 在线辨识 动态数据
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Ba原子吸收系数的光腔衰荡光谱测量 被引量:2
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作者 赵宏太 柳晓军 詹明生 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期284-286,共3页
建立了一套脉冲激光腔衰荡光谱实验装置 ,并将光腔衰荡光谱技术用于原子束吸收光谱的测量 ,得到了Ba原子的 6s6 p1P1← 6s6s1S0 吸收线 ,进一步得出Ba原子在 5 5 3 5 48nm附近的吸收系数 ,同时对吸收系数与原子炉温度的关系进行了分析 。
关键词 光腔衰荡光谱技术 吸收系数 原子吸收光谱 测量 钡原子 原子吸收系数
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一种低频振荡模式在线辨识的鲁棒递推ARMA算法
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作者 刘贵富 卢继平 +6 位作者 陈刚 王予疆 徐玉韬 何潜 雷雨 梁伟 李军 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期74-80,共7页
低频振荡模式在线辨识具有重要的工程应用价值。采用ARMA模型的常规递推算法(RLS)以及正则化鲁棒递推算法(R3LS)可有效辨识稳态类噪声信号,但对动态信号的辨识效果不太理想。分析了常规RLS算法在出现动态信号时可能发散的原因,通过在算... 低频振荡模式在线辨识具有重要的工程应用价值。采用ARMA模型的常规递推算法(RLS)以及正则化鲁棒递推算法(R3LS)可有效辨识稳态类噪声信号,但对动态信号的辨识效果不太理想。分析了常规RLS算法在出现动态信号时可能发散的原因,通过在算法中引入基于输入信号自相关矩阵和互相关向量的L1范数的自适应权重参数,保证算法在各种条件下的收敛性,实现了一种全新的鲁棒递推ARMA算法(NRRLS)。采用IEEE-39节点系统时域仿真和某电网的PMU实测数据进行了大量的分析测试,并通过与RLS算法和R3LS算法的辨识效果进行比较,验证了NRRLS算法具有更好的鲁棒性和辨识精度,扩展了ARMA模型的应用范围,具有较高的理论和工程实用意义。 展开更多
关键词 ARMA 鲁棒递推 在线辨识 动态信号 低频振荡模式
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焊接贝氏体-奥氏体钢管贝氏体钢侧的巴克豪森效应
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作者 彭志方 王立光 +3 位作者 柳英娣 章应霖 杜凤牡 徐约黄 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第S1期18-24,共7页
研究了焊接贝氏体-奥氏体钢管贝氏体钢侧显微组织变化和残余应力分布对巴克豪森噪声(BN)的影响。结果表明,随着离焊缝距离的增加,显微组织可分为四个区域:粗大板条贝氏体加少量板条马氏体区,均匀细小的粒状贝氏体区(正火区)... 研究了焊接贝氏体-奥氏体钢管贝氏体钢侧显微组织变化和残余应力分布对巴克豪森噪声(BN)的影响。结果表明,随着离焊缝距离的增加,显微组织可分为四个区域:粗大板条贝氏体加少量板条马氏体区,均匀细小的粒状贝氏体区(正火区),较粗大粒状贝氏体加少许块状铁素体区(过渡区)和原始粒状贝氏体区;轴向残余应力逐渐减小,周向残余应力的分布特征不明显;BN振铃计数率在焊缝贝氏体钢侧具有最大值而在距其10mm处降至最低值,此后有逐渐回升趋势。对试验结果进行了分析与讨论。 展开更多
关键词 焊接贝氏体-奥氏体钢管 贝氏体钢 显微组织 残余应力 巴克豪森噪声(BN) 振铃计数率
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振铃光谱技术中腔内光场的涨落计算
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作者 马靖 陆同兴 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第3期294-297,共4页
采用系综平均理论 ,计算了脉冲激光作为激发光源时 ,激光振铃吸收光谱技术中振铃腔内每个脉冲引起的光场涨落 ,并对计算结果进行了讨论 .
关键词 振铃光谱技术 吸收光谱 光场涨落 系统平均理论 光学谐振腔 能量涨落
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寻找黑洞铃宕阶段的视界振荡模式信号
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作者 李木子 吕振伟 +1 位作者 郭越凡 陈雁北 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期194-201,共8页
双黑洞系统附近的物质稀薄,因此其绕转合并铃宕(ringdown)的演化过程在传统的电磁波段上不可见,而引力波辐射携带了该过程的直接信息,使得引力波数据分析成为研究黑洞理论的有力工具.本研究的重点是对黑洞诞生的最后阶段铃宕的引力波波... 双黑洞系统附近的物质稀薄,因此其绕转合并铃宕(ringdown)的演化过程在传统的电磁波段上不可见,而引力波辐射携带了该过程的直接信息,使得引力波数据分析成为研究黑洞理论的有力工具.本研究的重点是对黑洞诞生的最后阶段铃宕的引力波波形分析,在新释放的高精度SXS (stimulating extreme spacetime)引力波数值波形中寻找理论预言将存在于铃宕阶段的视界振荡模式信号(horizon mode),该信号携带了新生黑洞的质量、自旋的信息,验证它的存在与否是限制黑洞模型的有效手段.选取覆盖不同自旋度的28个数值波形样本,采用引力波研究中行之有效且被广泛使用的最优波形模板匹配度法,构建包含由主导铃宕波谱的准正则模式(quasi-normal mode)与视界模式的模版,通过计算模版与数值波形间的最优匹配度,寻找视界模式存在于铃宕阶段的证据.综合所有样本结果,仅相较于n≥4阶的准正则模式,模板中视界模式的加入对匹配度有轻微的提高效果,Δ_(ρmax)≈10^(-6)~10^(-3).首次从波形分析的角度估算视界模式的强度上限,其强度不超过铃宕阶段总强度的1.81%.随后探究了模板中视界模式的添加对新生黑洞自旋度、质量估计的影响,并未见其对参数估计结果的提升效果.目前,对数值波形分析的结果并不能强有力地支持黑洞铃宕阶段存在视界模式信号的预言. 展开更多
关键词 引力波 视界振荡模式 黑洞铃宕 SXS数值模拟波形 引力波数据分析
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利用光纤耦合衰荡对光纤压力传感器的研究(英文)
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作者 王储记 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第2期103-111,共9页
本文报道基于光纤耦合衰荡系统的光纤压力传感器.从衰荡信号基线的稳定性、光纤传输损耗和光纤折射率三个方面探讨了传感器的基本特征.根据传感器探头压力相应行为给出传感器总体表现.传感器的压力相应范围在0-9.8×106Pa之间.另外... 本文报道基于光纤耦合衰荡系统的光纤压力传感器.从衰荡信号基线的稳定性、光纤传输损耗和光纤折射率三个方面探讨了传感器的基本特征.根据传感器探头压力相应行为给出传感器总体表现.传感器的压力相应范围在0-9.8×106Pa之间.另外,探讨了传感器的线性响应、测量的可重复性、探测灵敏度和动态测量范围. 展开更多
关键词 光纤压力传感器 光纤耦合衰荡系统 传输损耗
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Fiber Optic Sensors and Sensor Networks Using a Time-domain Sensing Scheme
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作者 Chuji Wang Malik Kaya +2 位作者 Peeyush Sahay Haifa Alali Robert Reese 《Optics and Photonics Journal》 2013年第2期236-239,共4页
Fiber loop ringdown (FLRD) has demonstrated to be capable of sensing various quantities, such as chemical species, pressure, refractive index, strain, temperature, etc.;and it has high potential for the development of... Fiber loop ringdown (FLRD) has demonstrated to be capable of sensing various quantities, such as chemical species, pressure, refractive index, strain, temperature, etc.;and it has high potential for the development of a sensor network. In the present work, we describe design and development of three different types of FLRD sensors for water, cracks, and temperature sensing in concrete structures. All of the three aforementioned sensors were indigenously developed very recently in our laboratory and their capabilities of detecting the respective quantities were demonstrated. Later, all of the sensors were installed in a test grout cube for real-time monitoring. This work presents the results obtained in the laboratory-based experiments as well as the results from the real-time monitoring process in the test cube. 展开更多
关键词 Fiber LOOP ringdown Structural Health Monitoring Water CRACK and Temperature SENSING Sensor Network
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双重频率锁定的腔衰荡吸收光谱技术及信号处理 被引量:5
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作者 贾梦源 赵刚 +8 位作者 侯佳佳 谭巍 邱晓东 马维光 张雷 董磊 尹王保 肖连团 贾锁堂 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期336-342,共7页
针对传统腔衰荡光谱技术浓度获取率低,提出基于双重锁定的连续波腔衰荡吸收光谱技术.通过波长调制一次谐波信号将激光器的频率锁定到C_2H_2吸收线上,同时使用PDH锁频技术将衰荡腔锁定到激光器上,从而避免了测量过程中激光器的频率漂移... 针对传统腔衰荡光谱技术浓度获取率低,提出基于双重锁定的连续波腔衰荡吸收光谱技术.通过波长调制一次谐波信号将激光器的频率锁定到C_2H_2吸收线上,同时使用PDH锁频技术将衰荡腔锁定到激光器上,从而避免了测量过程中激光器的频率漂移和腔长的抖动,使测量结果更加精确;并且,由于双重锁定,单次衰荡事件的发生率,也就是浓度信息的获取率只受衰荡时间以及重新锁定时间限制,在本试验系统中采集速率可以达到30 k Hz,可以实现对气体浓度的快速测量.为了提高信噪比,采用Kalman滤波技术,对浓度信息进行实时处理,有效抑制了噪声,根据阿伦方差分析,探测灵敏度可以达到4×10^(-9)cm^(-1)(2 s平均). 展开更多
关键词 腔衰荡光谱技术 双重锁定 PDH锁频 KALMAN滤波
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光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性 被引量:5
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作者 王兴平 赵刚 +4 位作者 焦康 陈兵 阚瑞峰 刘建国 马维光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期43-51,共9页
腔衰荡光谱技术是一种高灵敏的腔增强分子吸收光谱测量技术,由于激光频率噪声大,导致激光到腔耦合效率低,严重限制了其对痕量气体的探测灵敏度.光学反馈可以有效压窄半导体激光器的线宽,提高激光到外部谐振腔的耦合效率.本文基于精细度... 腔衰荡光谱技术是一种高灵敏的腔增强分子吸收光谱测量技术,由于激光频率噪声大,导致激光到腔耦合效率低,严重限制了其对痕量气体的探测灵敏度.光学反馈可以有效压窄半导体激光器的线宽,提高激光到外部谐振腔的耦合效率.本文基于精细度为7800的Fabry-Pérot腔,发展了光学反馈线性腔衰荡光谱技术.首先从光场相位的角度给出了线性腔光学反馈的原理,然后分析了影响测量不确定性的因素,包括光学反馈率、衰荡信号触发阈值、探测器相对透射汇聚光斑位置等.实验结果表明,通过设置低反馈率(3%自由光谱区间)、高衰荡信号触发阈值(90%腔模幅度)以及将光斑聚焦到探测器有效面中心等措施,结合光学反馈效应,可将空腔衰荡时间的相对不确定度提升至0.026%,远优于传统腔衰荡技术获得的典型值.系统在积分时间为180 s时,获得探测灵敏度为1.3×10^(-10)cm^(-1),对应甲烷的最小可探测吸收体积浓度为0.35×10^(-9),从而满足了碳监测的要求. 展开更多
关键词 光学反馈 腔衰荡 线性腔 高灵敏
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球载CRDS高灵敏度甲烷测量系统的研制 被引量:17
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作者 袁峰 高晶 +5 位作者 姚路 陈兵 何亚柏 胡迈 许振宇 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1881-1892,共12页
为了分析青藏高原地区甲烷浓度的垂直分布,本文采用腔衰荡光谱技术(CRDS)设计了一套高灵敏度的球载甲烷浓度实时测量系统,该测量系统在基于DSP的单板电路上实现腔模锁定、衰荡信号采集、光谱扫描、数据存储等功能并在DSP上实时处理衰荡... 为了分析青藏高原地区甲烷浓度的垂直分布,本文采用腔衰荡光谱技术(CRDS)设计了一套高灵敏度的球载甲烷浓度实时测量系统,该测量系统在基于DSP的单板电路上实现腔模锁定、衰荡信号采集、光谱扫描、数据存储等功能并在DSP上实时处理衰荡信号、光谱信号和浓度等数据。本文首先介绍了CRDS测量原理与采用的光谱处理算法,通过固定高斯线宽的方式改进光谱拟合算法,使得浓度计算结果得到明显提升。然后,分析了电路系统采集的衰荡信号与光谱信号,采集的衰荡信号信噪比达62 dB,并在实验室使用标准气体进行了标定试验,标准气体的测量值标准差σ最大为2.2×10-9,测量值的均方值RMS和标准气体标称值之间的校正可决系数为0.9987。最后,系统进行了实际试验,在西藏鲁朗地区成功实现了从海拔3340 m到海拔6000 m的上升和下降过程中甲烷浓度的测量。该系统可以通过改变激光波长与光腔反射镜测量其他大气痕量气体,进一步改进与优化的系统可以应用到大气同位素丰度的测量中。 展开更多
关键词 光谱学 腔衰荡光谱技术 痕量气体 实时测量
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基于光腔衰荡光谱的便携式呼气异戊二烯分析仪性能评估 被引量:5
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作者 李青原 李静 +1 位作者 魏鑫 孙美秀 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2415-2419,共5页
呼气异戊二烯是一种内源性代谢产物,其含量与人体血液中的胆固醇水平存在关联。但人体呼气影响因素众多,寻找其与胆固醇水平诊断参数的定量相关性,需要对选取的特定人群进行有效的呼吸气体分析(实时、在线、高灵敏度、高选择性、高精度... 呼气异戊二烯是一种内源性代谢产物,其含量与人体血液中的胆固醇水平存在关联。但人体呼气影响因素众多,寻找其与胆固醇水平诊断参数的定量相关性,需要对选取的特定人群进行有效的呼吸气体分析(实时、在线、高灵敏度、高选择性、高精度的大量呼气数据获取)。光腔衰荡光谱(CRDS)是一种具有极高灵敏度、稳定性和选择性的光谱技术。采用目前市场在售的单波长紧凑型半导体紫外激光器,搭建了一套基于CRDS的呼气异戊二烯分析仪,该分析仪主要由激光系统、真空腔体、光电探测模块以及数据采集模块构成。线性拟合的结果显示所获得的衰荡信号接近单指数衰减(R 2=0.99839),符合朗伯-比尔定律。探究了不同信号平均次数对衰荡信号稳定性的影响,综合考虑衰荡信号的稳定性和分析仪的响应时间,采用128次作为实验过程中的信号平均次数。对呼气异戊二烯分析仪的性能进行了测试,为了表征分析仪的稳定性,持续测量了分析仪16 min的真空衰荡时间。使用氮气、空气和呼吸样本,测量了呼气异戊二烯分析仪的重复性和响应速度。为了测试分析仪的线性度,测量了不同粒子数密度的异戊二烯标准气体(10×10^(-9),30×10^(-9),50×10^(-9),100×10^(-9),200×10^(-9))的衰荡时间。最后分析了在224 nm测量异戊二烯存在的光谱干扰问题(NO,N 2O和丙酮)。实验表明:分析仪具有高的灵敏度(检测极限为0.49×10^(-9))、良好的重复性、稳定性(0.48%)、近实时的响应速度(1秒测量一个数据)和良好的线性度(R^( 2)=0.99313),将检测极限提高至现有水平的1/1000。研究证明基于CRDS的便携式呼气异戊二烯分析仪可实现对人体呼气异戊二烯的有效分析。 展开更多
关键词 光谱学 光腔衰荡光谱 呼气异戊二烯 痕量分析
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高精细度光学反馈腔衰荡光谱技术 被引量:5
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作者 马国盛 刘英 +3 位作者 邓昊 许振宇 何亚柏 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期2305-2312,共8页
针对温室气体CH_(4)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100000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... 针对温室气体CH_(4)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100000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0.0042 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。 展开更多
关键词 激光光谱 光学反馈 腔衰荡光谱 CH4高灵敏探测
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