本文關(guān)鍵詞：32通道光纖陣列式高靈敏飛秒激光光譜分析儀　出處：《光電子·激光》2015年01期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 光纖陣列 光譜分析儀(OSA) 鎖相放大器 多通道同步檢測 飛秒時(shí)間分辨光譜

【摘要】：針對飛秒激光光譜學(xué)研究中對微弱光信號(hào)的多通道光譜分析的需求,提出了一種32通道光纖陣列-鎖相放大光譜分析儀(OSA)設(shè)計(jì)方案。32通道光纖陣列用于傳輸線型分布光譜信號(hào),經(jīng)光電探測器(PD)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)由32通道同步數(shù)字鎖相放大器進(jìn)行處理�；诂F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設(shè)計(jì)的32通道同步數(shù)字鎖相放大器,實(shí)現(xiàn)了各路獨(dú)立的微弱光譜信號(hào)同時(shí)檢測功能。針對飛秒激光光譜測量中重復(fù)頻率為1kHz的強(qiáng)干擾,設(shè)計(jì)1kHz陷波器,提高信號(hào)測量的動(dòng)態(tài)范圍。設(shè)計(jì)的OSA的測量光譜范圍為400~1100nm,通道光譜間隔為4nm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:32通道光纖陣列OSA的通道隔離度大于80dB,輸入光噪聲密度為37.9fW/i酘z,各通道極限檢測靈敏度可達(dá)18.9fW,動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備達(dá)到120dB。應(yīng)用于飛秒時(shí)間分辨熒光光譜測量,對超熒光干擾抑制效果明顯,同時(shí)極大地提高了測量靈敏度并縮短動(dòng)力學(xué)測量時(shí)間至6 min。本文實(shí)現(xiàn)的OSA具有靈敏度高、體積小和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),適用于對微弱光譜信號(hào)的高靈敏與快速檢測分析。
[Abstract]:The multichannel spectral analysis of weak light signals is required in femtosecond laser spectroscopy. This paper presents a design scheme of 32-channel fiber array-phase-locked amplified spectrometer (OSA). The 32-channel fiber array is used for transmission line distributed spectral signal. The electrical signal converted by the photodetector is processed by the 32 channel synchronous digital phase-locked amplifier, and the 32 channel synchronous digital phase-locked amplifier is designed based on FPGA (Field Programmable Gate Array). All independent weak spectral signals can be detected simultaneously. A 1kHz notch filter is designed for the strong interference of 1kHz repetition rate in femtosecond laser spectral measurement. The dynamic range of signal measurement is improved. The measured spectral range of the designed OSA is 400 ~ 1100nm. The spectral interval of the channel is 4 nm. The experimental results show that the channel isolation of the OSA is greater than 80 dB, and the input optical noise density is 37.9 fW / Iz. The limit detection sensitivity of each channel can reach 18.9 fW and the dynamic reserve reaches 120 dB. It has been applied to femtosecond time-resolved fluorescence spectrum measurement and has obvious effect on suppressing superfluorescence interference. At the same time, the measurement sensitivity is greatly improved and the kinetic measurement time is shortened to 6 mins. The OSA realized in this paper has the advantages of high sensitivity, small volume and high performance-to-price ratio. It is suitable for high sensitive and fast detection and analysis of weak spectral signals.
【作者單位】： 大連理工大學(xué)物理與光電工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51277021,61137005);國家自然科學(xué)青年科學(xué)基金(61307105)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TH744.5
【正文快照】： 1引言在飛秒激光光譜、拉曼光譜和熒光光譜測量等領(lǐng)域的研究中,需要利用光學(xué)多通道同步測量技術(shù)得到光譜分布信息[1,2]。在信號(hào)光極其微弱的情況下,信號(hào)往往被淹沒在背景噪聲中,采用CCD光譜分析儀(OSA)進(jìn)行長時(shí)間積分測量[3,4],不僅響應(yīng)速度慢,也難以獲得令人滿意的信噪比。在

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 閻嫦玲;魯平;劉德明;向思樺;;與光纖陣列耦合的微透鏡陣列設(shè)計(jì)與損耗分析[J];光電子·激光;2006年09期

2 唐君;裴為華;魯琳;劉豐滿;陳弘達(dá);;40 Gbit/s高速并行12信道光接收模塊的研制[J];光電子.激光;2011年08期

3 陳明;肖江南;陳林;曹子崢;陳杰;吳限;嚴(yán)光文;;基于FPGA的實(shí)時(shí)光OFDM發(fā)射機(jī)的研究[J];光電子.激光;2013年01期

4 王巍;武逶;白晨旭;馮其;馮世娟;王振;曹陽;;硅PIN光電探測器陣列的串?dāng)_分析[J];半導(dǎo)體光電;2013年01期

5 李素文;韋民紅;戴海峰;王江濤;李鵬飛;;基于QE65000光譜儀和DOAS的大氣痕量氣體濃度測量[J];光電子.激光;2014年05期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李仕春;華燈鑫;宋躍輝;王鵬;;全光纖拉曼激光雷達(dá)的微透鏡耦合系統(tǒng)研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

2 李仕春;華燈鑫;宋躍輝;田小雨;;基于非球面透鏡的空間光場光纖耦合系統(tǒng)研究[J];光子學(xué)報(bào);2012年09期

3 朱波;汶德勝;王飛;;改進(jìn)的Bayer插值算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[J];光電子.激光;2013年06期

4 丁杰;李毅;王鋒;覃源;梁倩;嚴(yán)夢;方寶英;王曉華;佟國香;陳少娟;陳建坤;袁文瑞;鄭鴻柱;;大內(nèi)徑離軸光纖旋轉(zhuǎn)連接器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];光電子.激光;2013年11期

5 史曉鳳;程翔;陳朝;李繼芳;顏黃蘋;潘江炳;范程程;;用于塑料光纖通信的Si基單片集成光接收芯片的研制[J];光電子.激光;2013年11期

6 王艷超;王召巴;王志斌;黃艷飛;;雙彈光調(diào)制器動(dòng)態(tài)耦合及控制的一種新方法[J];光電子.激光;2014年01期

7 郭增笑;謝生;付友;毛陸虹;康玉琢;張世林;;基于標(biāo)準(zhǔn)BiCMOS工藝的1.5 Gbit/s調(diào)節(jié)型共源共柵光接收機(jī)[J];光電子.激光;2014年01期

8 李華;朱波;;改進(jìn)的聯(lián)合去馬賽克與放大算法及其硬件實(shí)現(xiàn)[J];光電子.激光;2014年01期

9 單少杰;劉國軍;李特;魏志鵬;郝永琴;馮源;;用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟⑿泄獍l(fā)射組件的研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

10 汪敏;虞禮輝;馮俊飛;傅磊;徐朝星;張洛瑋;宋英雄;;基于異步時(shí)鐘的高速實(shí)時(shí)光OFDM收發(fā)系統(tǒng)[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 白春;高速率有源光纜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2011年

2 葛海波;LD光纖耦合及其泵浦的被動(dòng)調(diào)Q鎖模激光特性研究[D];山東大學(xué);2010年

3 單少杰;用于十二通道并行光發(fā)射模塊的VCSEL制備工藝研究[D];長春理工大學(xué);2014年

4 劉懿;OFDM光纖傳輸系統(tǒng)性能研究[D];湖南科技大學(xué);2013年

5 王東明;信道編碼在光正交頻分復(fù)用中的應(yīng)用研究[D];天津理工大學(xué);2014年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張君和;;提高光電二極管光/暗電流比值的途徑[J];半導(dǎo)體光電;1991年03期

2 郝國強(qiáng),張永剛,劉天東,李愛珍;InGaAs PIN光電探測器的暗電流特性研究[J];半導(dǎo)體光電;2004年05期

3 盛麗艷,韓德俊,張秀榮,田曉娜,王傳敏,杜樹成,謝凡,王光甫;帶保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的條形X光陣列探測器[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2003年02期

4 謝品華,劉文清,付強(qiáng),王瑞斌,劉建國,魏慶農(nóng);Intercomparison of NO_x, SO_2, O_3, and Aromatic Hydrocarbons Measured by a Commercial DOAS System and Traditional Point Monitoring Techniques[J];Advances in Atmospheric Sciences;2004年02期

5 李素文;劉文清;謝品華;李昂;秦敏;竇科;;Measurements of Nighttime Nitrate Radical Concentrations in the Atmosphere by Long-Path Differential Optical Absorption Spectroscopy[J];Advances in Atmospheric Sciences;2007年05期

6 陳雄斌;劉豐滿;劉博;唐君;陳弘達(dá);;基于STM-64的甚短距離并行光傳輸系統(tǒng)[J];光電子.激光;2008年08期

7 劉豐滿;陳雄斌;劉博;楊宇;陳弘達(dá);;40 Gb/s甚短距離并行光傳輸信號(hào)格式轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)[J];光電子.激光;2009年03期

8 肖新東;毛陸虹;余長亮;張世林;謝生;;1Gb/s CMOS調(diào)節(jié)型共源共柵光接收機(jī)[J];光電子.激光;2010年04期

9 周志文;賀敬凱;王瑞春;李成;余金中;;SOI基垂直入射Ge PIN光電探測器的研制[J];光電子.激光;2010年11期

10 陳虹先;李凡;肖江南;曹子崢;余建軍;陳羅湘;陳林;;基于壓擴(kuò)變換的直接檢測O-OFDM系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];光電子.激光;2011年07期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;光譜分析儀[J];激光技術(shù);2003年04期

2 譚建軍;紅外光譜分析儀溫度漂移的軟件補(bǔ)償法[J];電訊技術(shù);2004年06期

3 姜曉梅;光譜分析儀智能化測控系統(tǒng)的研究[J];長春師范學(xué)院學(xué)報(bào);2005年09期

4 李德生;;研制光譜分析儀探討[J];計(jì)量與測試技術(shù);2006年04期

5 王鵬;;電感耦合等離子體光譜分析儀簡介[J];西北地質(zhì);2010年02期

6 曹珊;;X熒光光譜分析儀簡介[J];西北地質(zhì);2010年02期

7 ;蘭州石化在線光譜分析儀應(yīng)用成功[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2011年05期

8 ;蘭州石化在線光譜分析儀應(yīng)用成功[J];分析儀器;2011年06期

9 高國華;;光譜分析儀的工作原理及其故障排除[J];熱處理;2012年06期

10 周志偉;;便攜式直讀光譜分析儀的操作技巧[J];金屬加工(冷加工);2013年14期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 韓蓮娜;張宏偉;;X-熒光光譜分析儀的應(yīng)用和管理[A];第二屆水泥X射線應(yīng)用技術(shù)（培訓(xùn)）交流大會(huì)論文集[C];2009年

2 彭媛;;X熒光光譜分析儀在材質(zhì)管控上的應(yīng)用[A];中國通信學(xué)會(huì)2010年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 王偉琦;王平;張鈳;湯浩波;;熒光光譜分析儀疑難故障排除過程的解析和思考[A];中國計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2007年會(huì)論文集[C];2007年

4 張軍;陳星旦;;溫度測量型近紅外光譜分析儀的研究[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

5 高曉明;曹振松;談圖;鄧倫華;李百祥;張為俊;龔知本;;高分辨率、高靈敏度大氣分子吸收光譜分析儀的研制[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

6 修連存;鄭志忠;俞正奎;黃俊杰;;便攜式近紅外光譜分析儀[A];“十五”重要地質(zhì)科技成果暨重大找礦成果交流會(huì)材料四——“十五”地質(zhì)行業(yè)重要地質(zhì)科技成果資料匯編[C];2006年

7 王鵬;;電感耦合等離子體光譜分析儀簡介[A];陜西地球物理文集（九）[C];2010年

8 曹珊;;X熒光光譜分析儀簡介[A];陜西地球物理文集（九）[C];2010年

9 張惠;臧恒昌;姜瑋;;微型近紅外光譜分析儀發(fā)展概述[A];2013年中國藥學(xué)大會(huì)暨第十三屆中國藥師周論文集[C];2013年

10 羅文建;;紅外光譜分光及光/電變換接收技術(shù)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 本報(bào)記者 衛(wèi)新華 實(shí)習(xí)生 王夏媛;神奇的微型光譜分析儀[N];重慶日報(bào);2004年

2 靳婷婷　月航;江技師建我市首個(gè)貴金屬分析實(shí)驗(yàn)室[N];常州日報(bào);2011年

3 劉春;首礦質(zhì)量檢驗(yàn)中心熒光分析自動(dòng)傳輸系統(tǒng)成功上線[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2007年

4 記者　 王俊鳴;澳大利亞找到安全探測放射性礦藏新方法[N];科技日報(bào);2006年

5 宗寶泉;水泥生產(chǎn)質(zhì)量分析控制“土設(shè)備”取代“洋設(shè)備”[N];科技日報(bào);2004年

6 記者 鄭曉春;英將參加新生命探測計(jì)劃[N];科技日報(bào);2000年

7 記者 楊駿;火星上可能有微生物在釋放水蒸氣和甲烷[N];新華每日電訊;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 賀永亮;一種高性能光譜分析儀的設(shè)計(jì)方案[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

2 陳海濱;熒光相關(guān)光譜分析儀的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2013年

3 汪定軍;熒光相關(guān)光譜分析儀的硬件采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2009年

4 夏日輝;基于CCD的數(shù)字光譜分析儀的研究[D];長春理工大學(xué);2010年

5 陳曉超;多接口獨(dú)立型光譜儀測控分析通信軟件設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2013年

6 張銀橋;谷物品質(zhì)近紅外光柵光譜分析儀關(guān)鍵部件的研制[D];中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院;2009年

7 李寧寧;用于生化分析的小型光譜儀的研發(fā)[D];鄭州大學(xué);2011年

8 朱韌;近紅外在線光譜分析儀的研制[D];浙江大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：1413761