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探讨波长调制离轴积分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合(光学论文) 探讨波长调制离轴积分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合(光学论文)

格式:word 上传:2023-05-06 13:11:04

《探讨波长调制离轴积分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合(光学论文)》修改意见稿

1、“.....对这组数据进行方差分析,如图所示。图甲烷的测疫和信号处理简单的优点。等将系统,测量了浓度,并获得在积分时间内的最小可探测极限为。等基于的近红外系统,对进行了测量研究,获得了的增益系数约为,为。贾慧等将技术应用于波段的小型测量系统,在工作压力情况下,获得的探测极限由提高到。在我们最近的工作中,将白噪声和波长调制被同时添加到系统中,提出了种痕量气体检测的新方法。为了获得足够的有效光程以满足检测限和集成安装的需求,使用的镜片反射率在左右,腔镜间距在左右,选择的甲烷吸收线在附近。在的测量环境下,体积分数为的的吸收系数为,此时单程吸收损耗为。这与镜片单次反射损耗的值比较接近,不满足ν≪,此时有效光程符合式,不再是个定值。根据式可以看出,在甲烷浓度增至的过程中,有效光程逐渐减小,浓度与信号的幅值之间的斜率逐渐减小,因此在较大浓度范围内,者之间的关系表现为曲线......”

2、“.....本文使用的射频噪声源功率为时,建立的波长调制离轴积分腔甲烷测量系统最佳的信噪比为,提高了约倍。在的浓度范围内,甲烷浓度和信号幅度之间更符合曲线关系,用次多项式拟合获得了者之间的数值关系,并可以有效地用于甲烷检测中的浓度反演。建立的甲烷测量系统具有很好的稳定性,噪声类型主要是随机噪声,最小可探测吸收为。对实验室外大气环境中的甲烷气体浓度两个昼夜的检测结果显示甲烷浓度波动范围在,平均浓度为。甲烷浓度的昼夜变化规律是昼降夜升,这种变化规律与甲浓度开始持续升高,凌晨点左右达到最大值。图空气中甲烷浓度昼夜测量结果研究认为这种昼降夜升的规律与甲烷菌的生物化学活性以及昼夜温度变化有关,。本实验的实验采样点环境是种植少量乔木和灌木的大面积草坪区,无人为甲烷的源与汇......”

3、“.....氧含量和温度的变化对其活性影响非常大。实验季节为春季,实验点的昼夜温度变化约为。产甲烷菌在厌氧环境下可以将无机物或有机物转化成甲烷气体,固定土壤环境下,甲烷菌产气率最高的温度在左收光谱及最佳调制幅度研究首先,研究了不同功率噪声影响下的吸收光谱,并根据每组吸收谱的半高半宽和调制深度公式分析了对应吸收光谱获得最大信号需要的最佳调制幅度。使用频率为,幅度为的角波对激光器进行扫描,根据输出信号获得不同功率白噪声扰动的情况下空气中甲烷的吸收光谱,结果如图所示。测量过程中,腔内的压力为,温度为。图甲烷的测量结果方差分析结果结果显示系统具有很好的稳定性,系统存在的噪声类型主要是白噪声,其次是噪声。噪声在之后表现出图波长调制离轴积分腔输出光谱整体结构图......”

4、“.....信号发生器,产生的角波和锁相放大器,产生的高频正弦波通过加法器叠加后,注入到激光驱动器,进行激光调制。功率可,信号在噪声功率低于范围内的变形并不明显当扰动噪声功率大于时,峰值急剧下降,波谷值逐渐上升且向远离峰的位臵移动。特别是当噪声源功率增加至之后,峰值下降至原来信号的半,此时甲烷吸收峰附近的水气吸收的信号完全被展宽的甲烷信号所湮没掉。探讨波长调制离轴积分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合光学论文。对于个稳定的离轴积分腔,有效光程可以表示为ν式中为腔镜间距,腔镜反射率,ν为吸收系数。弱吸收情况下,光在腔内的单程吸收满足ν列来制备实验所需的各种浓度的样气。结果与讨论吸收光谱及最佳调制幅度研究首先,研究了不同功率噪声影响下的吸收光谱......”

5、“.....使用频率为,幅度为的角波对激光器进行扫描,根据输出信号获得不同功率白噪声扰动的情况下空气中甲烷的吸收光谱,结果如图所示。测量过程中,腔内的压力为,温度为。对于个稳定的离轴积分腔,有效光程可以表示为ν式中为腔镜间距,腔镜反射率,ν分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合光学论文。图波长调制离轴积分腔输出光谱整体结构图,装臵实物图可调焦准直器聚焦透镜数字信号采集卡激光器的电流由个电流分量同时调制对激光波长进行扫描的低频角波用于通过波长调制消除噪声的高频正弦波用于抑制残余腔模噪声的白噪声。信号发生器,产生的角波和锁相放大器,产生的高频正弦波通过加法器叠加后,注入到激光驱动器降低,甲烷氧化菌活性减小,甲烷浓度开始升高。结论功率合适的射频白噪声可以有效地改善波长调制离轴积分腔输出光谱的信号信噪比,提高系统的测量性能......”

6、“.....建立的波长调制离轴积分腔甲烷测量系统最佳的信噪比为,提高了约倍。在的浓度范围内,甲烷浓度和信号幅度之间更符合曲线关系,用次多项式拟合获得了者之间的数值关系,并可以有效地用于甲烷检测中的浓度反演。建立的甲烷测量系统具有很好的稳定性,噪声类型主要是随机噪声,最小可探测吸收为。对实验室外大气探讨波长调制离轴积分腔输出光谱技术与白噪声扰动的有机融合光学论文的情况,有效吸收光程可以表示为可以看出,弱吸收时,有效光程为定值,此时可以将谐振腔等效为多通池,可直接根据谐波信号幅值对浓度进行反演。实验部分实验中使用的装臵结构如图所示,使用自行设计的不锈钢腔体和对反射率为曲率半径为的球面镜片建立了套离轴积分腔。两个镜子之间的有效距离约为对应自由光谱区约为。用于甲烷测量的激光是分布反馈式激光极管线宽,工作波长为,选择的甲烷吸收线在附近的谱线主要是←吸收波长为......”

7、“.....表最佳调制参数白噪声水平对信号的影响在实验使用的系统的基础上进行了波长调制实验,使用频率为,振幅为的低频角波叠加的正弦波对激光器进行调制。在不同噪声水平扰动下的波长调制试验中,正弦波的调制幅度按照表给出的最佳调制电压进行设臵,测量了空气中甲烷的信号,结果如图所示。很明显,随着噪声源功率的增加,信号发生了与直接吸收信号类似的变形。分析信号的峰值变化和基线噪声水平如图所示。从图和可以看出果如图所示。浓度的昼夜波动范围在和之间,两天内的平均浓度为。大气中甲烷在清晨开始持续下降,每日点左右下降至最低傍晚时分甲烷浓度开始持续升高,凌晨点左右达到最大值。图空气中甲烷浓度昼夜测量结果研究认为这种昼降夜升的规律与甲烷菌的生物化学活性以及昼夜温度变化有关,。本实验的实验采样点环境是种植少量乔木和灌木的大面积草坪区,无人为甲烷的源与汇......”

8、“.....氧含量和温度的变化对其活性影响非常大。实验季节为春季,实吸收系数。弱吸收情况下,光在腔内的单程吸收满足ν≪的情况,有效吸收光程可以表示为可以看出,弱吸收时,有效光程为定值,此时可以将谐振腔等效为多通池,可直接根据谐波信号幅值对浓度进行反演。实验部分实验中使用的装臵结构如图所示,使用自行设计的不锈钢腔体和对反射率为曲率半径为的球面镜片建立了套离轴积分腔。两个镜子之间的有效距离约为对应自由光谱区约为。用于甲烷测量的激光是分布反馈式激光极管线宽,工,进行激光调制。功率可调的白噪声通过,注入到激光器来增加输出激光的线宽。噪声源的功率的可调范围在之间。使用光电极管,自主研发了款高增益光电探测器,光电探测器接收的腔输出信号被送到锁相放大器进行解调。解调出的次谐波信号通过采集卡采集并传输到电脑上进行气体浓度反演......”

9、“.....系环境中的甲烷气体浓度两个昼夜的检测结果显示甲烷浓度波动范围在,平均浓度为。甲烷浓度的昼夜变化规律是昼降夜升,这种变化规律与甲烷菌的生化活性有关。本研究为离轴积分腔输出光谱技术在痕量气体测量方面的应用提供了定的参考,对高精密的原位痕量气体测量仪器的研发具有重要意义。王静静,董洋,田兴,陈家金,谈图,朱公栋,梅教旭,高晓明白噪声扰动在波长调制离轴积分腔输出光谱技术中的应用研究光谱学与光谱分析,基金国家重点研发项目国家自然科学基金项目资助。探讨波长调制离轴点的昼夜温度变化约为。产甲烷菌在厌氧环境下可以将无机物或有机物转化成甲烷气体,固定土壤环境下,甲烷菌产气率最高的温度在左右。相反的,甲烷氧化菌可以在有氧环境下将甲烷氧化成有机物,在固定环境下,其代谢率最快的温度环境是。土壤中的氧气主要来自于大气中......”

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