本文關(guān)鍵詞：面向脈沖量子級(jí)聯(lián)激光器氣體檢測(cè)的鎖相放大器

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【摘要】：為了在基于脈沖式中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器的氣體檢測(cè)系統(tǒng)中,精確提取窄脈沖傳感信號(hào)的幅度,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種微秒級(jí)窄脈沖鎖相放大器.根據(jù)微秒級(jí)窄脈沖的特點(diǎn),窄脈沖信號(hào)經(jīng)過窄帶通濾波電路,得到基頻正弦波信號(hào),再經(jīng)過主放大、移相、相敏檢波電路,得到與脈沖幅值有關(guān)的直流信號(hào).利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的幅度、頻率、相位可調(diào)的窄脈沖待測(cè)信號(hào),對(duì)鎖相放大器進(jìn)行功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,鎖相放大器輸出直流信號(hào)與輸入信號(hào)的幅度呈良好的線性關(guān)系,線性擬合度約為98.043%;信號(hào)幅值的相對(duì)測(cè)量誤差不超過3%;在1 h的測(cè)試時(shí)間內(nèi),信號(hào)波動(dòng)范圍在1‰以內(nèi).利用配備的不同濃度的一氧化碳樣品及研制的鎖相放大器,開展了一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)實(shí)驗(yàn).在0~180 ppm范圍內(nèi),隨著一氧化碳濃度的增加,鎖相放大器的輸出電壓值與一氧化碳濃度呈現(xiàn)良好的e指數(shù)關(guān)系.根據(jù)A11an方差預(yù)測(cè)的系統(tǒng)檢測(cè)下限為0.4123ppm.與商用鎖相放大器相比,該放大器具有體積小、成本低、易于集成等特點(diǎn),在基于脈沖式中紅外量子級(jí)聯(lián)激光器的氣體檢測(cè)中具有較好的應(yīng)用前景.
【作者單位】： 吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)區(qū);中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所材料科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 鎖相放大器 窄脈沖信號(hào) 窄帶濾波電路 中紅外氣體檢測(cè) 量子級(jí)聯(lián)激光器
【基金】：國家科技支撐計(jì)劃(Nos.2013BAK06B04,2014BAD08B03) 國家自然科學(xué)基金(Nos.61307124,11404129) 吉林省科技廳發(fā)展計(jì)劃(Nos.20120707,20140307014SF) 長春市科技發(fā)展計(jì)劃(Nos.11GH01,14KG022) 集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室課題(No.IOSKL2012ZZ12)資助~~
【分類號(hào)】：TN722
【正文快照】： 0引言 由于大部分氣體分子,在中紅外波段(2?20 pm)具有基頻吸收帶,如一氧化碳(co)分子的吸收帶在4.65pm波段,因此可根據(jù)中紅外吸收光譜進(jìn)行氣體檢測(cè).紅外吸收檢測(cè)法具有靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、選擇性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)[1],已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域?1量子級(jí)聯(lián)激光器(Qu

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