用光声光谱法测量紫外光探测器的光谱响应

为了解决紫外光探测器的光谱响应难以准确测量的问题,采用光声光谱的方法,以自制的高灵敏度光声探测器为标准探测器,建立了一套紫外光探测器的光谱响应测量系统,分别进行了理论分析和实验论证,取得了两种紫外光探测器的光谱响应的数据。实验结果表明,该测量系统结构简单、工作可靠、重复性好,在250nm~450nm范围内,能较准确地测量紫外光探测器的光谱响应曲线。这一结果对解决紫外光探测器的光谱响应难以准确测量的问题是有帮助的;该系统也适用于可见光探测器的光谱响应的测量和固体样品的光声光谱分析。     

激光光声功率计

本文介绍一种利用光声效应测量激光辐照功率的简单方法和一种采用BaF2窗口材料的光声池作成的功率计。这种功率计实际上是透明的，它既可以测量CO2激光辐照的功率，也可以测量可见及远红外激光辐照的功率。     

光声光谱技术在现代生物医学领域的应用

光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱的新技术,已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具,光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响,为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法。简述了光声光谱技术的基本原理、实验装置,重点介绍了光声光谱技术在现代生物医学领域研究中的最新应用情况。     

基于光声光谱和腔衰荡光谱的气溶胶光学特性测量研究

气溶胶光学特性是影响大气辐射强迫的重要因素, 对全球气候起着决定性作用。针对当前气溶 胶光学特性测量仪器存在的测量参数单一、测量不确定度高和溯源体系不完善等问题,本文 将光声光谱(PAS)技术和光腔衰荡光谱(CRDS)技术相结合,实现了气溶胶的消光、吸收及散 射系数同时在线测量, 并研制了一套大气气溶胶多光学参数的高精度在线测量装置。本文测量装置经过NO₂气体 标准物质校准 后,用于大气气溶胶光学特性测量,具有测量相对误差小于4%、测量重复性优于0. 2%和测量不确定 度为2.8%(k=2)等优点。与积分浊度计 、黑碳仪现场实验数据比较,本文测量装置的消光系数、吸收 系数和散射系数的E_n值均小于1,显示出良好的测量一致性和 稳定性。实验结果表明,本文测量装置具备 多参数测量能力,且测量结果准确可靠,可用于大气气溶胶光学特性的现场实时测量,也可 用于相 关测量仪器的计量校准,为测量仪器提供量值溯源。     

基于光声光谱的二氧化碳测量技术研究

光声光谱技术是一种以光声效应为基础,具有响 应速度快、测量时间短、检测灵敏度 高等优点的新型光谱分析检测技术,已成为一种快速、安全、可靠的痕量气体检测手段。本 文利用中心波长位于2.0 μm的分布反馈式可调谐二极管激光器作为 光源,搭建了二氧化碳(C O₂)光声光谱测量系统,实验中采用对样品气体加湿的方式,通过引入弛豫速率快的H₂O 分子 有效降低CO₂分子的弛豫时间,增加了CO₂气体的光声信号强度,提高了系统的探测灵敏 度。 测量中选取4998.35 cm－1处的CO₂吸 收谱线为研究对象,结合波长调制技术,对CO₂气体进 行了探测研究。首先通过对系统的评估,确定了系统的最佳调制频率和最佳调制振幅为785 Hz和7.586 cm－1。然后通过对一系列 不同浓度的CO₂-N₂混合样品气体在最优实验条件下的测 量研究发现,所测光声信号与CO₂气体浓度之间具有良好的线性关系,进而反演出大气中C O₂气体的含量,其浓度值约为3.82×10－4。最后利用此系统对 室外大气中CO₂含量进行了连续 24小时的连续实时测量,得到了CO₂气体在一天中的浓度变化情况,并利用Allan方差对系 统 的长期稳定性进行了分析,当系统平均时间为1000 s时,探测灵敏度 约为1×10－7,证实了系统具有良好的稳定性和探测灵敏度。     

混合气体成分光声光谱分析的非线性拟合法

采用激光腔内光声光谱技术分析微量气体含量，通过Levenberg-Marquardt拟合方法处理实验数据，有效地消除了混合气体中CO2气体对其他气体浓度检测结果的影响。利用该光谱信仪，分别对摩托车尾气和富士苹果释放的C2H4和CO2气体浓度进行了测量，结果证明了非线性拟合分析方法的有效性。     

空中对水下平台激光声通信技术的探讨

空中与水下目标间的通信是世界各国正在研究的一个重要但又未完全解决的问题,探讨了一种将激光通信信道、水声信道相结合的空中至水下平台的激光声通信模式,并研究了激光声通信特点及激光声信号的激发机理,建立了激光声通信实验测量系统,实验研究了激光声信号的强度、波形、频谱等特性.结论:激光一声通信模式可将空中光信道、水中声信道结合起来,具有强大的技术优势;调节激光参数可对通信的激光声信号进行控制.研究结果有助于激光声在海洋中的通信应用.     

基于双波长法的光声光谱气体检测

光声光谱法是检测气体最灵敏的方法,气体浓度检测精度可达到ppt量级,但这需要复杂的实验系统和昂贵的器材,不利于在工程实践上使用.本文基于可调激光器的电流调制特性,提出了一种在测量气体吸收谱的吸收零点和吸收峰之间有效切换波长的简单调制方法.当激光功率为2.1 m W时,甲烷气体浓度的测量极限可达到0.46 ppm,测量结果证明了双波长法的可行性.     

一种纵向共振光声池谐振频率测量方法

为了快速准确测量共振光声池的谐振频率，采用基于共振声谱的光声池谐振频率测量法，搭建了光声光谱检测系统和共振声谱检测系统。对影响测量准确性的因素进行了实验分析。在不同气体体积分数的情况下，分别采用共振声谱法和光声信号强度标定法测量光声池的谐振频率。结果表明，共振声谱法测量的光声池共振频率与声信号激励电压、声源传播距离及角度无关；在5种不同体积分数的乙炔气体条件下，所测得的光声池谐振频率与通过光声信号强度法的结果最大偏差为1.1Hz，可认为两种方法测量结果具有一致性。该方法简单快速、可靠和准确，可用于确定光声池谐振频率。     

基于可调谐掺铒光纤激光器和掺铒光纤放大器的光声光谱气体分析仪

光声光谱技术用于检测低浓度乙炔气体具有灵敏度高、连续和快速实时在线测量的特点.采用近红外可调谐掺铒光纤激光器(TEDFL)串接大功率掺铒光纤放大器(EDFA)作光源,采用一阶纵向共振式双程吸收光声池,并运用波长调制和二次谐波榆测技术,研制出一种新的高灵敏度微量气体近红外光声光谱分析仪.在常温常压下对低浓度乙炔气体的实验测量结果表明,该系统的极限检测灵敏度达到1.3×10-9,其线性响应相关度达到0.99957,能够满足工业、环境监测和电力系统等对乙炔检测和分析的需要.     

利用激光光声技术测量薄膜材料的热扩散率

报道了一种利用激光光声背激发技术测量薄膜材料热扩散率的原理与实验方法，通过测量背激发光声信号的相位，得到了背激发光声信号的相位随频率、薄膜厚度变化规律，进而得到了不同薄膜厚度下材料的热扩散率。结果表明当薄膜材料的厚度减少到微米级时，热扩散率表现出对厚度尺寸效应的依赖性，此时需用微观热量输运理论进行分析。     

用光学方法研究金属表面的有机膜

本文采用光学方法,测定几种(Rh6G、RhB、CaPC)有机薄膜的光学常数和厚度,同时用光声光谱方法测量光的吸收和判断金属与有机膜界面的粗糙度。     

导数光声光谱技术

本文报道了一种新的光声光谱技术即导数光声光谱技术，它利用一台单色仪和一个波长分束器，同时获得两束光强相同但波长有微小差别的两束光，这两束光分别入射到两个光声传感器，光声传感器的输出信号输送到锁相放大器并实现差分输出，输出信号输送室X-Y记录仪进行记录，最后扫描单色仪的波长从而获微得导数光声光谱，这种光谱技术既具有光声光谱技术灵敏度高的优点，又具有导数光谱技术分辨率高的优点。     

新型光声腔的设计及实验分析

光声腔的性能是决定基于光声光谱学的微量气体检测系统灵敏度的重要因素之一,光声腔的设计是建立光声光谱气体检测系统的关键环节。基于光声光谱技术及声学理论设计了一种长度可调的一阶纵向反馈谐振式光声腔,通过实际测量的方法直接得到谐振频率,有效避免了重复计算过程和制造过程中产生的误差,使测量更便捷,提高了系统检测灵敏度。建立了光声光谱气体检测系统,实验分析了谐振腔长度、光声腔长度以及光源功率对光声信号的影响,并测得系统信噪比为39.5,检测灵敏度为2.78×10-6。     

激光光声偏转法测量化学流体中的声速

本文叙述利用脉冲激光光声偏转法测量盐水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和浓硫酸等几种化学流体中的声速。     

甲烷气体近红外光声光谱及痕量探测技术研究

介绍了一种基于1.653μm分布反馈式(DFB)半导体激光器的共振光声光谱系统.该系统具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点.对光声光谱系统的响应特性进行了实验研究.对光声光谱系统进行振幅调制和波长调制两种方法进行了实验对比研究.并用此系统对室外空气中的甲烷(CH<,4>)进行了测量,探测灵敏度可达100 ppbv.     

微机控制的高灵敏度激光光声光谱仪研究

用计算机对基于CO CO2 激光器的光声光谱仪进行自动控制和数据处理 ,使得该光谱仪长时间连续自动测量及对多种气体成分同时测量成为可能 ,并进一步提高了光谱仪的检测灵敏度和长期运行的可靠性。系统性能检测实验结果表明 ,对乙烯气体浓度的检测极限可达到 14× 10 - 1 2 ;系统长期测量精度优于 2 %。利用该系统对苹果和樱桃西红柿果实在有氧、无氧和无氧后乙烯释放量的变化进行了长时间的连续监测     

F-P标准具间距高精度测量

提出一种通过测量F-P标准具透射峰移动个数与F-P标准具入射角度改变的对应关系,从而求得F-P标准具间距的高精度测量方法。当角度测量精度为30″,光谱仪精度为2 GHz时,该方法测量F-P标准具间距的相对误差为4×10~(-4).     

激光光声法测量红外光窗材料吸收系数的研究

本文介绍了以环形压电陶瓷片作换能器，利用激光光声技术测量经外光窗材料光学吸收系数的原理和方法，并用这种方法测量了几种红外光窗料的吸收系数，实验表明；激光光声法比激光量热法简单快捷，数据可靠，这在光窗片的生产测试中有其实用价值。     

金纳米棒的制备及其在光声成像中的应用

该文制备了巯基聚乙二醇（PEG）修饰的金纳米棒,该纳米材料在近红外区具有良好的光吸收特性,具备作为优良光声造影剂的潜质。该文通过透射电子显微镜（TEM）、紫外 可见（UV VIS）吸收光谱等测量手段对金纳米棒进行了形貌、结构、基本光学性能及光声成像效果等表征。实验结果表明,随着材料浓度的增加,体外光声信号的响应近似呈线性增长;经由PEG修饰,金纳米棒的生物相容性得到提高;PEG修饰后的金纳米棒对小鼠大脑皮层血管的成像效果得到提升。结果表明,PEG修饰的金纳米棒材料,在光声成像造影领域具有巨大的应用前景。