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国家自然科学基金(61108034): 作品数：23 被引量：231H指数：9; 相关作者：阚瑞峰许振宇姚路刘建国阮俊更多>>; 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国人民解放军陆军军官学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院战略性先导科技专项更多>>; 相关领域：理学机械工程电子电信环境科学与工程更多>>

Voigt线形函数二阶导数研究被引量：1: 2014年; 在强展宽条件下,光谱信号二阶导数相互的交叠影响较小,是一种潜在的反演光谱信息的手段.本文研究了光谱Voigt线形函数的二阶导数,得出了其二阶导数全域积分为0的性质,计算了二阶导数最小值与偶数高阶导数最大值和最小值的解析结果,并通过数值计算与曲线拟合得出了其极大值位置与零点位置的比例与洛仑兹-多普勒半宽比的关系,为强展宽下由光谱二阶导数准确反演光谱信息提供了理论基础.; 杨晨光阚瑞峰许振宇张光乐刘建国

激光吸收光谱技术中扫描频率的选择被引量：15: 2013年; 基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的传感器系统性能受激光器特性、探测器特性、调制参数、激光器控制电路和信号采集电路等的影响。激光器和探测器特性与当前的生产制造水平密切相关,对于直接吸收法,调制参数主要指扫描幅度和扫描频率,而扫描幅度的确定以得到完整吸收信号为准。对扫描频率的选择和优化进行了详细的讨论。在一定的理论基础上通过实验分别观察各扫描频率对直接吸收信号的影响,通过分析检测信号的特征,如幅值、半峰全宽、调整的判定系数、信噪比、积分吸光度及偏差等得出其变化规律,总结出扫描频率的选择依据。该研究为TDLAS直接吸收法中扫描频率的确定提供了实验依据。; 陈玖英刘建国何亚柏许振宇李晗姚路袁松阮俊何俊峰阚瑞峰; 关键词：光谱学

波长调制光谱测量系统中的数字化相敏检测实现被引量：3: 2013年; 为了提取淹没在噪声中的弱吸收信号,对波长调制光谱测量中的相敏检测技术进行研究,提出了一种数字化相敏检测实现方案。采用正交矢量型结构实现相敏检测过程,通过硬件电路设计和上位机程序编写,完成吸收信号谐波分量的获取。对空气中的O2进行检测,针对O2位于764nm附近的一对吸收谱线,成功提取了吸收信号的二次谐波分量。结果显示,系统的检测极限体积分数为0.50%(光程为1m)。; 李晗刘建国阚瑞峰姚路许振宇陈玖英袁松魏敏; 关键词：光谱学信号处理可调谐半导体激光吸收光谱波长调制

基于室温脉冲量子级联激光器的大气N_2O监测仪研制: 2012年; 介绍了一种基于室温脉冲量子级联激光器的大气N_2O监测仪的研制。以中心波长为1274cm^(-1)的分布反馈式量子级联激光器为光源,结合长光程多次反射池,可实现对大气中N_2O的测量。该系统利用激光器长脉冲产生的线性频率啁啾,扫描通过气体分子完整的吸收线,从而进行定性和定量分析。集成的数据分析软件根据HITRAN04数据库中的谱线参数采用直接吸收的方法对气体进行测量,不需要定标。系统具有良好的重复性和稳定性,检测限低于13 ppb,可实现大气中N_2O的检测。; 汤媛媛刘文清阚瑞峰刘建国许振宇阮俊姚路; 关键词：量子级联激光器红外吸收光谱气体检测

可调谐二极管激光吸收光谱氧气测量中的导数光谱处理与浓度反演算法研究被引量：26: 2014年; 氧气是发动机燃烧过程的必需成分,在飞行器进气道进行氧气监测需求迫切。针对飞行器上的工程要求和应用特点,设计了一种波长线性扫描可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)短光程系统结合有限冲击响应(FIR)滤波二阶导数谱算法的方案完成了氧气吸收微弱信号的提取和浓度反演。根据TDLAS工作原理和吸收信号特征,对二阶导数谱用于气体浓度反演的理论依据进行了推导,在此基础上提出一种基于FIR的数字滤波方案来完成吸收信号的噪声滤除和二阶导数谱的提取。实验结果证明,该方案简单易行,提高了检测信噪比,降低了检测限,浓度反演结果准确、线性良好。; 何俊峰阚瑞峰许振宇段连飞王小中; 关键词：光谱学激光吸收光谱浓度反演二阶导数谱有限冲击响应

温度和压强变化对二次谐波反演结果的影响被引量：12: 2014年; 在气体质量流量测量系统中,波长调制光谱信号的谐波分量,特别是其二次谐波分量常被用作为检测对象,用于气体浓度、速度等信息的反演。基于波长调制原理,利用氧气(O2)分子在764.28nm附近的吸收谱线,分析了常见线型的半峰全宽,得出了不同温度、压强下洛伦兹线型的适用范围;研究了O2分子吸收谱线在不同温度、压强条件下的二次谐波峰值;对不同温度、压强下,采用二次谐波峰值反演气体浓度产生的误差进行了分析,并提出了误差修正方法;分析了实验过程中当最佳调制深度不能够随着温度、压强即时调整的情况下,最优调制系数在不同温度、压强变化下的适用范围,并给出了误差修正公式。; 贾良权刘文清刘建国阚瑞峰姚路许振宇戴云海袁松魏敏张光乐; 关键词：光谱学波长调制二次谐波

基于可调谐半导体激光吸收光谱对CO_2浓度的测量被引量：8: 2012年; CO_2作为大气中主要的温室气体,其全球变暖影响比例因素为60%,对全球生态系统和社会发展带来严重影响,因此开展CO_2的监测非常必要。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理,在室温下通过扫描DFB激光器波长,得到CO_2位于2004 nm的直接吸收光谱,根据Beer-Lambert定律,反演出CO_2浓度。为了验证实验的精度,同时与基于非分散红外原理的生态通量的标准仪器作对比,结果显示两者的测量精确度相当,可以达到0.2 ppm。这些研究为今后的仪器小型化和外场CO_2长时间监测提供了基础。; 袁松阚瑞峰姚路陈玖英李晗许振宇; 关键词：可调谐半导体激光吸收光谱

2.0μm处CO2高温谱线参数测量研究被引量：6: 2013年; 研究高温下待测气体的谱线属性,如谱线强度、自加宽系数、空气加宽系数、温度系数等,为高温环境中可调谐半导体激光吸收光谱技术反演温度、浓度、速度及其场分布提高精度和可靠性起着十分重要的作用.HITEMP数据库中的数据基本上是理论计算结果,与实际情况存在相当的误差.为了获得所选2.0μm处的可用于燃烧诊断的CO2谱线参数,本文采用半导体激光器作为光源,结合实验室的高温测量系统,记录了700—1300 K温度范围内所选谱线的高温吸收光谱,获得了各谱线在相应温度下的谱线强度、自展宽系数及温度系数等谱线参数.测量得到CO2的5006.978 cm 1和5007.7874 cm 1谱线强度与理论计算值相对误差小于11%;获得了现有数据库缺少的温度系数和高温下自展宽系数数据.所有各项参数对以后将要进行的燃烧诊断中的CO2浓度检测有很大帮助.; 陈玖英刘建国何亚柏王辽冮强许振宇姚路袁松阮俊何俊峰戴云海阚瑞峰; 关键词：可调谐半导体激光吸收光谱温度系数

基于独立成分分析的激光回波信号去噪方法被引量：1: 2013年; 半导体激光云高仪后向散射信号较弱,同时受到了各种噪声的干扰,因此,如何采取有效措施去除回波信号中的噪声是半导体激光云高仪信号检测的首要任务和难点。根据独立成分分析(ICA)的冗余取消特性,提出利用快速独立成分分析算法对半导体激光云高仪后向散射信号进行去噪。针对快速独立成分分析去噪时需要多元信号的要求,取连续测量的多组回波信号作为观测变量,然后通过快速独立成分分析算法进行信噪分离,得到有效源观测信号,从而实现噪声的有效消除。实验结果表明,该方法能有效去除半导体激光云高仪回波信号中的噪声,在半导体激光云高仪回波信号处理上具有实用价值。; 阮俊杨成武阚瑞峰; 关键词：大气光学去噪激光雷达信号盲源分离

可调谐半导体激光吸收光谱中激光器温度补偿被引量：31: 2013年; 可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)具有高分辨、高灵敏度和快速测量等特点,在环境检测、工业过程检测等方面具有很好的应用前景。但是TDLAS系统在长期连续工作时,存在激光输出波长随环境温度变化而发生漂移的问题。针对这一问题,研究了激光输出波长随环境温度变化特征及其对光谱处理的定量影响。为了消除激光输出波长的漂移,设计了基于ADμC841的温度补偿电路。根据环境温度实时调整激光器的温度,对激光器进行谱线锁定,在温控实验箱中进行了实验,当环境温度为20℃～60℃时,激光器的波长漂移量为4.1pm。; 袁松阚瑞峰何亚柏姚路陈玖英许振宇李晗阮俊何俊峰魏敏; 关键词：光谱学可调谐半导体激光吸收光谱波长漂移温度补偿

国家自然科学基金(61108034)

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