放大自发辐射光噪声的加速老化研究

掺铒光纤放大自发辐射(ASE)光源广泛应用于光纤传感、通信、精密测量等领域。光噪声在长期连续工作时对后续检测或测量系统的精度和灵敏度影响很大,但至今少见报道。在此,利用加速老化系统对ASE光源的光路部分进行343 K加速老化实验,并在过程中原位监视了其光噪声的演化情况。根据阿伦尼斯模型,换算得到ASE光源在室温环境下连续工作期间,前3200 h内其光信号噪声下降了约0.0743μV2Hz-1,而后的44416 h中缓慢增加了0.0338μV2Hz-1。在老化前后,光噪声均为光功率的二次函数,通过拟合可得到,其二次项系数α(或称为光相对强度噪声系数)和一次项系数β(或称为光散粒噪声系数)。经过老化实验,两系数α和β都相应的增加,其中α增加了0.010μV2μW-2Hz-1,β增加了0.054μV2μW-1Hz-1。同时经过老化实验,ASE光源光谱发生形变且不可恢复。

红外吸收光谱型城市路网尾气浓度检测传感器

为了能够集中测量城市路网中CO、NO、NO2和SO2的浓度,利用红外吸收光谱原理和谐波调制技术设计了四向气体浓度检测传感器。将宽带光谱LED作为共用光源,穿过四个方向上特定波长的窄带滤光片后,产生与被测气体吸收光谱一致的光束,再穿过改进的Herriott型长光程吸收气室,并在红外探测器上感应出电信号,最后利用设计的正交锁相放大电路测量出二次谐波系数大小,从而计算出被测气体的浓度。实验结果表明:设计的传感器输出的电压与被气体浓度呈正比例线性关系,平均线性度达到了0.997 85,测量误差均小于2%,可为播报环境质量和制定机动车尾气排放标准提供数据支持。

用于大气CO_2浓度探测的高功率宽谱红外激光源

基于大气中CO2的超精细吸收光谱，利用超辐射发光二极管和掺铒光纤放大器来构建一种用于高精度大气CO2浓度探测的宽谱红外激光源，其光谱范围远大于普通差分吸收激光雷达的光谱范围，能够实现宽谱探测技术的要求，而且不需要较高的锁频技术，避免了差分吸收激光雷达技术由于在on波长处偏移引起的测量误差。实验结果表明，最终得到的宽谱红外激光源中心波长约为1584nm，光谱有效范围为1564～1604nm，输出光功率可达到2W以上，光纤放大器对该范围内光放大的最大增益可达34dB以上。该激光光源具有体积小、功率大、成本低和携带方便的优点，对实现利用宽谱红外激光雷达探测大气CO2浓度分布有一定的帮助。