在可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)中,直接吸收法通過對(duì)透射光強(qiáng)擬合可直接得到線型函數(shù),但目前具有較高信噪比的波長調(diào)制法不能對(duì)其進(jìn)行有效測量。提出一種基于多次諧波的線型函數(shù)測量理論及方法,通過諧波通項(xiàng)表達(dá)式推導(dǎo)出譜線中心頻率處二次與四次諧波比值僅與線型函數(shù)和調(diào)制系數(shù)有關(guān),當(dāng)調(diào)制系數(shù)m為2.492 8時(shí),無論線型函數(shù)中Gauss線寬和Lorentz線寬所占比例如何,二次與四次諧波比值均為2.186 2,根據(jù)該點(diǎn)的特征可首先得到譜線半寬,然后將其應(yīng)用于弱吸收條件下2f/1f氣體濃度免標(biāo)法測量。實(shí)驗(yàn)中采用2 326.82 nm處譜線對(duì)CO濃度進(jìn)行了測量,其結(jié)果與傳統(tǒng)直接吸收法測量結(jié)果誤差小于2%。文中為波長調(diào)制法中線型函數(shù)的精確測量提供了重要的理論依據(jù),進(jìn)一步完善了2f/1f免標(biāo)法。 

【文章來源】：紅外與激光工程. 2020,49(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置

數(shù)據(jù)處理軟件采用LabVIEW編寫，數(shù)據(jù)處理過程如圖3所示。首先，透射光強(qiáng)信號(hào)和調(diào)制信號(hào)經(jīng)過鎖相處理后得到一次諧波S1f、二次諧波S2f和四次諧波S4f(鎖相檢測中通過對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行FFT得到其初始相位，然后軟件產(chǎn)生同相位無噪聲的參考信號(hào))，確定二次諧波與四次諧波曲線上比值為2.186 2的點(diǎn)R*24對(duì)應(yīng)的調(diào)制幅度a*(該過程中，首先對(duì)激光二極管的電流調(diào)諧系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，然后采用圖2中所示的變幅信號(hào)對(duì)激光二極管進(jìn)行調(diào)制，確定變幅信號(hào)變幅過程中的各調(diào)制幅度，最后根據(jù)二次諧波與四次諧波曲線上比值為2.186 2的點(diǎn)R*24在該比值曲線中所占的比例計(jì)算出相應(yīng)的調(diào)制幅度a*)，該幅度對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)m*為2.492 8，根據(jù)公式γ=a*/m*便可得到Voigt線寬γ。在溫度已知條件下，通過公式(15)Gauss線寬γG得到Lorentz線寬γL和線型系數(shù)d，并最終得到完整的線型函數(shù)φ(υ)和二次傅里葉系數(shù)H2。將二次諧波與一次諧波比值R*21和光強(qiáng)線性調(diào)制系數(shù)i代入到公式(8)，即可得到免標(biāo)法普通情況下測量的氣體濃度X。圖3 多次諧波測量線型函數(shù)數(shù)據(jù)處理過程

多次諧波測量線型函數(shù)數(shù)據(jù)處理過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3402036