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基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器(特邀)
被引量:
1
1
作者
王成龙
谢嘉保
+6 位作者
庄若彬
林灏杨
林乐晴
崔茹悦
武红鹏
郑华丹
董磊
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期70-79,共10页
为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积,设计了一种基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2μm的激光...
为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积,设计了一种基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2μm的激光二极管,覆盖二氧化碳分子在4989.9 cm^(-1)处的较强吸收线。采用波长调制技术减小系统的噪声。此外,为系统加载Kalman滤波技术来进一步提高探测灵敏度。实验结果表明,采用该传感器,系统的探测极限在1 s的积分时间下可达到0.18×10^(-6),而经过自编程实时Kalman滤波后探测极限可达到0.13×10^(-6),提高了27%。采用该传感器对室内二氧化碳浓度进行长达8 h的连续监测,并在暨南大学理工学院楼顶进行了24 h的二氧化碳浓度监测,证明了仪器的稳定性。
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关键词
光谱学
可调谐二极管激光吸收光谱技术
多光程池
Herriott池
二氧化碳传感器
下载PDF
职称材料
光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块
被引量:
5
2
作者
刘怡华
郑华丹
+7 位作者
谢戆志
林灏杨
杨
志飞
吴潜
朱文国
钟永春
余健辉
陈哲
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第20期208-216,共9页
石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种气体检测技术,具有灵敏度高、设备体积小、对环境噪声免疫等优点。本课题组设计了一种光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块,并基于气体热动力学和一维声学谐振腔理论,利用COMSO...
石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种气体检测技术,具有灵敏度高、设备体积小、对环境噪声免疫等优点。本课题组设计了一种光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块,并基于气体热动力学和一维声学谐振腔理论,利用COMSOL软件对探测模块的声压分布及声压级进行了研究;然后设计并加工了光机电一体化探测模块,将声学谐振腔、光声池、光纤模块和前置放大模块集成一体,使该模块具有易于准直、稳定性高、抗干扰能力强等特点。采用中心波长为2μm的高功率中红外分布反馈式激光器,结合波长调制技术,对CO_(2)进行了探测,结果表明,在1 s的积分时间下获得了3.7×10^(-5)的探测极限。通过Allan方差分析发现,积分时间为1123 s时,系统的探测极限可以达到1.34×10^(-6)。采用基于该模块的QEPAS系统可以实现对室内CO2浓度的实时监测。
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关键词
光谱学
石英增强光声光谱
光声光谱
音叉式石英晶振
光声探测模块
原文传递
题名
基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器(特邀)
被引量:
1
1
作者
王成龙
谢嘉保
庄若彬
林灏杨
林乐晴
崔茹悦
武红鹏
郑华丹
董磊
机构
暨南大学理工学院光电工程系
山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期70-79,共10页
基金
国家自然科学基金(Nos.62375111,62005105,12174156,12174155,62105125,62075088,62175137)
国家重点研发计划(Nos.2021YFB2800801,2019YFE0118200)
+8 种基金
广东省自然科学基金(Nos.2020B1515020024,2019A1515011380)
广东省重点领域研发计划(No.2019B010138004)
广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(No.2018KQNCX009)
广州市科技项目(No.202102020445)
中国航空研究院项目(No.201808W4001)
广州市产业领军人才项目(No.CXLJTD-201607)
中央高校基本科研专项资金(Nos.21619402,11618413)
应用光学国家重点实验室基金(No.SKLAO-201914)
广东省科技创新战略专项资金(No.pdjh2023a0052)。
文摘
为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积,设计了一种基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2μm的激光二极管,覆盖二氧化碳分子在4989.9 cm^(-1)处的较强吸收线。采用波长调制技术减小系统的噪声。此外,为系统加载Kalman滤波技术来进一步提高探测灵敏度。实验结果表明,采用该传感器,系统的探测极限在1 s的积分时间下可达到0.18×10^(-6),而经过自编程实时Kalman滤波后探测极限可达到0.13×10^(-6),提高了27%。采用该传感器对室内二氧化碳浓度进行长达8 h的连续监测,并在暨南大学理工学院楼顶进行了24 h的二氧化碳浓度监测,证明了仪器的稳定性。
关键词
光谱学
可调谐二极管激光吸收光谱技术
多光程池
Herriott池
二氧化碳传感器
Keywords
Spectroscopy
Tunable diode laser absorption spectroscopy
Multipass-cell
Herriott cell
Carbon dioxide sensor
分类号
O433 [机械工程—光学工程]
下载PDF
职称材料
题名
光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块
被引量:
5
2
作者
刘怡华
郑华丹
谢戆志
林灏杨
杨
志飞
吴潜
朱文国
钟永春
余健辉
陈哲
机构
暨南大学理工学院光电工程系
暨南大学广东省光纤传感与通信技术重点实验室
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第20期208-216,共9页
基金
国家自然科学基金(61705086,61771222,62005105)
国家重点研发计划(2019YFE0118200)
+3 种基金
装备预研教育部联合基金(6141A02022124)
广东省自然科学基金(2020B1515020024,2017A030313375,2019A1515011380)
广东省重点领域研发计划(2019B010138004,2017A010102006,2015B010125007)
中央高校基本科研业务经费资助项目(21619402,11618413)。
文摘
石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种气体检测技术,具有灵敏度高、设备体积小、对环境噪声免疫等优点。本课题组设计了一种光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块,并基于气体热动力学和一维声学谐振腔理论,利用COMSOL软件对探测模块的声压分布及声压级进行了研究;然后设计并加工了光机电一体化探测模块,将声学谐振腔、光声池、光纤模块和前置放大模块集成一体,使该模块具有易于准直、稳定性高、抗干扰能力强等特点。采用中心波长为2μm的高功率中红外分布反馈式激光器,结合波长调制技术,对CO_(2)进行了探测,结果表明,在1 s的积分时间下获得了3.7×10^(-5)的探测极限。通过Allan方差分析发现,积分时间为1123 s时,系统的探测极限可以达到1.34×10^(-6)。采用基于该模块的QEPAS系统可以实现对室内CO2浓度的实时监测。
关键词
光谱学
石英增强光声光谱
光声光谱
音叉式石英晶振
光声探测模块
Keywords
spectroscopy
quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy(QEPAS)
photoacoustic spectroscopy
quartz tuning fork
photoacoustic detection module
分类号
O433 [机械工程—光学工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器(特邀)
王成龙
谢嘉保
庄若彬
林灏杨
林乐晴
崔茹悦
武红鹏
郑华丹
董磊
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
光纤耦合的全固态中红外QEPAS光声探测模块
刘怡华
郑华丹
谢戆志
林灏杨
杨
志飞
吴潜
朱文国
钟永春
余健辉
陈哲
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
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