点测量激光吸收光谱技术理论分析

点测量激光吸收光谱技术理论分析

论文摘要

点测量吸收光谱技术以饱和吸收为基本原理,可有效克服可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的线测量缺陷,通过探测光束与一同频的饱和光束交叉来提取交叉位置点处的信息,实现具有毫米级空间分辨能力的点测量。本文对点测量吸收光谱技术进行了详细的理论分析,推导了饱和光束和探测光束在任意交叉角度下的饱和吸收系数,分析了饱和参数对吸收信号的影响。同时提出了一种针对微弱吸收信号的调制方法,推导了饱和光束在高频正弦调制下的探测光一次谐波表达式,并通过数值计算得到了验证。研究还表明,不同阶次谐波信号具有相同的半高宽,并且与无调制时的吸收信号半高宽一致,因此利用多次谐波叠加可进一步提高谱线宽度测量的信噪比。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 理论推导
  •   2.1 点测量吸收原理
  •     2.1.1 点测量吸收光谱技术的实现方式
  •     2.1.2 饱和吸收系数
  •     2.1.3 温度测量方法
  •   2.2 信号调制与解调
  • 3 分析与讨论
  •   3.1 饱和参数与光束夹角的影响
  •   3.2 谐波解调特性分析
  • 4 结论
  • Theoretical research of point-measurement laser absorption spectroscopy
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈卫,伍越,罗杰,刘进博,王磊,朱新新,朱涛

    关键词: 吸收光谱技术,点测量,高空间分辨率,微弱信号检测,谐波

    来源: 光电工程 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学

    单位: 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

    基金: 国家自然科学基金资助项目(11702312)~~

    分类号: O433.51

    页码: 36-44

    总页数: 9

    文件大小: 1499K

    下载量: 73

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