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波长调制光谱检测下限计算方法的研究

蔡彦 吴尚谦 伍昂 翟维 董跃辉

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波长调制光谱检测下限计算方法的研究

    作者简介: 蔡彦(1987- ),男,硕士研究生,主要从事激光气体检测的分析研究..
    通讯作者: 吴尚谦, wusq@kmust.edu.cn
  • 中图分类号: 0433.4

Study on calculation method of detection limit based on wavelength modulation spectroscopy

    Corresponding author: WU Shang-qian, wusq@kmust.edu.cn ;
  • CLC number: 0433.4

  • 摘要: 在基于波长调制光谱技术的大气痕量气体检测下限计算方法的研究中,全面准确地描述吸收信号及噪声的大小极为重要。为了探讨半导体二极管激光器在进行波长直接调制时伴随产生的残余振幅调制噪声对检测下限的影响,在理论推导中采用了一种同时考虑波长和振幅调制的二次谐波信号分析及提取方法,以二次谐波信号峰谷差值作为系统的检测信号,对可调谐二极管激光器吸收光谱检测系统的信噪比和检测下限进行了理论分析,取得了洛伦兹吸收线型条件下残余振幅调制噪声对系统信噪比和检测下限的影响的精确计算数据。结果表明,在吸收线的线宽较大的检测条件下,残余振幅调制噪声是影响检测下限的重要因素。
  • [1]

    CHEN H,ZHOU F X,XU Zh,et al.An integrated control system for carbon monoxide detection,emission and recyeling[J].Laser Technology,2011,35(3):360-363(in Chinese).
    [2]

    ZHOU N,LI L S,CAO M D,et al.Development of 1650nm DFB lasers applied in trace methane detection[J].Laser Technology,2011,35(3):289-292(in Chinese).
    [3]

    REID J,LABRIC D.Second-harmonic detection with tunable diode lasers:comparison of experiment and theory[J].Applied Physics,1981,B26(3):203-210.
    [4]

    LINS B,ZINN P,ENGELBRECHT R,et al.Simulation based comparison of noise effects in wavelength modulation spectroscopy and direct absorption TDLAS[J].Applied Physics,2010,B100(2):367-376.
    [5]

    TU X H,LIU W Q,ZHANG Y J,et al.Second-harmonic detection with tunable diode laser absorption spectroscopy of CO and CO2 at 1.58μm[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2006,26 (7):1190-1194 (in Chinese).
    [6]

    BJORKLUND G C.Frequency-modulation spectroscopy:a new method for measuring weak absorptions and dispersions[J].Optics Letters,1980,5(1):15-17.
    [7]

    YUAN J G,ZHAN Ch,LI X G,et al.Accurate controlling systemfor th output and frequency of laser diodes[J].Laser Technology,2006,30(6):650-652(in Chinese).
    [8]

    BJORKLUND G C,LEVENSON M D.Frequency modulation(FM)spectroscopy:theory of lineshapes and signal-to-noise analysis[J].Applied Physics,1983,B32(3):145-152.
    [9]

    WERLE P.A review of recent advances in semiconductor laser based gas monitors[J].Spectrochimica Acta,1998,A54(2):197-236.
    [10]

    WU Sh Q,KIMISHIMA T,HIROAKI K,et al.Efficient reduction of fringe noise in trace gas detection with diode laser multipass absorption spectroscopy[J].Japanese Journal of Applied Physics,2000,39(7):4034-4040.
    [11]

    GILLEN J I,MCLNTYRE D H.Simultaneous line center and linewidth measurement using dual frequency modulation spectroscopy[J].Applied Optics,2010,49(29):5528-5536.
    [12]

    SILVER J A.Frcquency-modulation spectroscopy for trace species detection:theory and comparison among experimental methods[J].Applied Optics,1992,31 (6):707-717.
    [13]

    WU Sh Q. Frequency modulation method of diode laser:China,200810058640.2[P].2008-11-19 (in Chinese).
    [14]

    WU Sh Q,KIMISHIMA T,YOSHII Y,et Al.Reduction of fringe noise in wavelength modulation spectroscopy using a one-dimensional focal plane array[J].Optical Review,2002,9(5):189-192.
  • [1] 伍昂吴尚谦蔡彦董跃辉翟维 . 剩余振幅调制对波长调制光谱信号线型的影响. 激光技术, 2012, 36(3): 357-360,378.
    [2] 董跃辉吴尚谦翟维皇甫张棣刘爱英 . 调制相位差对TDLAS信噪比的影响. 激光技术, 2013, 37(4): 498-502. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.018
    [3] 王鲲张心正王振华唐莉勤吴强许京军 . 时间分辨荧光光谱中信噪比与测量精度的提高. 激光技术, 2005, 29(2): 126-129.
    [4] 康虎张夏郑世杰邵犁冯国英 . 基于调制激光光谱吸收的高稳定性气体检测. 激光技术, 2024, 48(2): 145-152. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.001
    [5] 邵李刚邱选兵魏计林李传亮 . 基于免校准波长调制的多光程吸收光谱. 激光技术, 2019, 43(6): 795-799. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.012
    [6] 陆俊高淑梅熊婕杨幼益陈国庆 . 女性尿液荧光光谱学特性及机理分析. 激光技术, 2010, 34(1): 45-47,84. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.013
    [7] 付翔乐文冉王颖汪亚邹林邓志峰占生宝 . 基于凹面光栅的光谱检测仪性能提升的研究进展. 激光技术, 2023, 47(6): 757-765. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.06.005
    [8] 曾言曾延安张南洋生赵宇龙建明 . 一种改善成像光谱仪光谱检测能力的新方法. 激光技术, 2018, 42(2): 196-200. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.011
    [9] 王强辉华文深黄富瑜严阳张炎索文凯 . 基于光谱角背景纯化的高光谱异常检测算法. 激光技术, 2020, 44(5): 623-627. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.016
    [10] 林伟豪高致慧杨勇黄必昌贺威 . 基于激光光谱差分法检测NO2. 激光技术, 2014, 38(6): 835-838. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.024
    [11] 郑彩英郭中华金灵 . 高光谱成像技术检测冷却羊肉表面细菌总数. 激光技术, 2015, 39(2): 284-288. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.029
    [12] 宫德宇李留成厉宝增多丽萍王元虎马艳华张治国金玉奇 . NH3的腔增强吸收光谱检测技术. 激光技术, 2017, 41(5): 664-668. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.009
    [13] 刘燕德徐海孙旭东饶宇 . 西红柿成熟度的近红外漫透射光谱无损检测. 激光技术, 2019, 43(1): 25-29. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.01.006
    [14] 修俊山董丽丽林杉李季远 . LIBS与其它原子光谱技术在机油检测中的研究进展. 激光技术, 2018, 42(4): 505-510. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.014
    [15] 郝晓剑孙永凯 . 激光诱导击穿光谱用于煤中多元素同步检测. 激光技术, 2020, 44(1): 119-124. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.021
    [16] 杨桄田张男李豪关世豪 . 基于线性解混的高光谱图像目标检测研究. 激光技术, 2020, 44(2): 143-147. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.001
    [17] 朱潘雨黄敏赵鑫 . 基于SMOTE-UVE-SVM的小麦种子纯度高光谱图像检测. 激光技术, 2024, 48(2): 281-287. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.021
    [18] 欧阳爱国蔡会周李斌刘刚 . 玉米粉中苯甲酸的太赫兹光谱定量检测研究. 激光技术, 2020, 44(4): 478-484. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.04.014
    [19] 何欣龙王继芬 . 牛顿插值多项式-导数光谱无损检测车用保险杠. 激光技术, 2020, 44(3): 333-337. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.03.011
    [20] 刘燕德李念崔正淳严柠晨 . 基于高光谱成像的蓝莓微腐烂检测研究. 激光技术, 2024, 48(4): 521-526. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.04.009
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-30
  • 录用日期:  2011-10-20
  • 刊出日期:  2012-05-25

波长调制光谱检测下限计算方法的研究

    通讯作者: 吴尚谦, wusq@kmust.edu.cn
    作者简介: 蔡彦(1987- ),男,硕士研究生,主要从事激光气体检测的分析研究.
  • 1. 昆明理工大学 理学院 昆明 650500

摘要: 在基于波长调制光谱技术的大气痕量气体检测下限计算方法的研究中,全面准确地描述吸收信号及噪声的大小极为重要。为了探讨半导体二极管激光器在进行波长直接调制时伴随产生的残余振幅调制噪声对检测下限的影响,在理论推导中采用了一种同时考虑波长和振幅调制的二次谐波信号分析及提取方法,以二次谐波信号峰谷差值作为系统的检测信号,对可调谐二极管激光器吸收光谱检测系统的信噪比和检测下限进行了理论分析,取得了洛伦兹吸收线型条件下残余振幅调制噪声对系统信噪比和检测下限的影响的精确计算数据。结果表明,在吸收线的线宽较大的检测条件下,残余振幅调制噪声是影响检测下限的重要因素。

English Abstract

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