马凤翔 1赵跃 1李辰溪 2安冉 2[ ... ]陈珂 2,*
作者单位
摘要
1 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院, 安徽 合肥 230601
2 大连理工大学光电工程与仪器科学学院, 辽宁 大连 116024
针对目前变压器油中溶解气体分析装置体积庞大、抗电磁干扰能力弱、油路复杂等问题,将光纤传感和光声光谱技术结合,设计了一种基于光纤光声传感的变压器油中溶解气体分析系统,用于检测油中溶解的微量乙炔气体。通过谱线分析优化激光波长,并设计了恒温激光驱动模块。采用两根单模光纤分别将泵浦激光和探测光传输到光声探头中,气体吸收光能产生的光声信号由法布里-珀罗干涉型悬臂梁探测,并利用设计的光谱测量和信号处理模块进行解调。实验结果表明,设计的光纤光声传感系统可有效探测出变压器油中溶解的乙炔气体的光声信号,检出限达到0.5 μL/L。
光谱学 油中溶解气体 光声光谱 变压器 光纤传感 spectroscopy dissolved gas in oil photoacoustic spectroscopy transformer optical fiber sensing 
量子电子学报
2023, 40(4): 597
作者单位
摘要
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
报道了瓦级高效率中红外3.8 μm连续波全固态激光器。采用自行研制的波长为2.8 μm的光纤激光器泵浦Fe∶ZnSe晶体,并通过液氮对晶体进行制冷,获得了中心波长为3.8 μm的连续激光输出。激光器的最大输出功率为0.97 W,斜率效率达到38.6%,泵浦阈值约为0.4 W。
激光器 全固态激光器 中红外激光 Fe∶ZnSe晶体 高效率 
中国激光
2023, 50(7): 0701008
刘奕君 1,2朱峰 1,2,*闫东航 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院长春应用化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室,吉林 长春 130022
2 中国科学技术大学 应用化学与工程学院,安徽 合肥 230026
有机晶体材料中分子排列规则,形成长程有序、缺陷态密度低的结构,相对于非晶态材料具有很好的热稳定性、化学稳定性以及高的载流子迁移率,使得有机晶体材料在发展高性能OLED方面具有巨大的潜力。本文总结了近期利用弱取向外延生长技术发展的多晶薄膜OLED(C‐OLED)系列工作。从最初的单结晶层绿光器件发展到多层掺杂深蓝光器件,C‐OLED证实晶态有机半导体路线可以实现有效发光,器件表现出低启亮电压、低工作电压、高光输出、高功率效率和低焦耳热损耗等优越特性。
有机发光二极管 多晶薄膜 弱取向外延生长 organic light-emitting diodes crystalline thin-films weak-epitaxy-growth 
发光学报
2023, 44(1): 129
作者单位
摘要
1 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院, 合肥 230601
2 大连理工大学 光电工程与仪器科学学院, 大连 116024
为了满足变压器中绝缘纸板因过热或者放电故障产生的一氧化碳气体的在线监测需求, 提出了一种基于光纤光声传感的油中溶解一氧化碳气体检测技术。采用光声光谱气体检测技术、并结合光纤传感和膜分离技术, 设计了集成油气分离和气体检测功能于一体的光纤光声传感探头, 油中溶解的一氧化碳气体通过油气分离膜进入到光纤探头中的微型气腔; 采用两根光纤将探头连接到解调仪器, 分别传输近红外激发光和探测光; 气体吸收光能产生的光声信号被光纤法布里-珀罗传感器探测, 并被设计的光纤光声解调模块进行信号处理, 获得系统对一氧化碳气体体积分数的检测灵敏度为0.345pm/10-6。结果表明, 所设计的光纤传感系统对油中溶解一氧化碳气体体积分数检出限达到5×10-6。该研究具有精度高、抗电磁干扰、脱气简单的优势, 为变压器油中溶解一氧化碳气体的检测提供了新方法。
传感器技术 微量气体检测 光声光谱 变压器 油中溶解气体分析 sensor technology trace gas detection photoacoustic spectroscopy transformer analysis of dissolved gas in oil 
激光技术
2022, 46(6): 829
作者单位
摘要
齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所,山东 济南 250300
光纤布拉格光栅传感器采用中心波长的变化反映被测量的变化,因此提高光纤布拉格光栅波长的解调精度具有重要意义。传统的解调算法大多抗噪性能差、解调精度有限,且无法对重叠光谱和畸变光谱进行精确解调,限制了解调系统的发展。高精度解调算法主要解决抗噪性能差、寻峰精度低等问题,能够实现传感器网络的精准解调。本文介绍了光纤光栅的传感原理,说明了光纤光栅的主要类型和制作方法。综述了近几年高精度光纤光栅波长解调算法,分单峰检测寻峰算法和多峰检测寻峰算法两种类型阐述了每种解调算法的原理和优缺点,并对未来的光纤光栅高精度解调算法进行了简要分析和展望。
光纤光学 光纤布拉格光栅 解调精度 寻峰算法 传感器 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1300005
作者单位
摘要
齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所,山东 济南 250300
针对传统波长解调算法在光纤布拉格光栅(FBG)在线监测系统检测精度不高、效率低的问题,提出了一种基于小波降噪的FBG波长高精度解调算法。首先,对小波降噪方法处理的光谱波形进行快速运算,得到新函数。然后,获得新函数对应的中心波长。最后,搭建了一套基于垂直腔面发射激光器的FBG变压器绕组温度在线监测系统,采用小波降噪算法对波长进行解调并间接得到温度数据。实验结果表明,相比直接寻峰、多项式拟合、高斯拟合算法,小波降噪算法具有速度快、稳定性好等优点,在70~90 ℃测量范围内,测温精度达到±0.04 ℃,波长解调的最大标准差小于1.67 pm,且该算法的运行效率高于常用的高斯拟合算法,可用于工业现场环境FBG的高精度实时在线监测系统。
光纤光学 光纤布拉格光栅 波长解调 小波降噪 卷积积分 寻峰算法 
激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0506004
作者单位
摘要
1 河海大学理学院, 江苏 南京 210098
2 江南大学理学院, 江苏 无锡 214122
3 山西医科大学基础学院化学教研室, 山西 太原 030051
4 中交建机场勘测设计研究院, 广东 广州 510000
5 中交第四航务工程勘察设计院有限公司, 广东 广州 510000
近年来年份白酒市场中行业规范有所缺失, 因此年份白酒的研究具有深远意义和市场价值。 白酒中单体物质的浓度会随着白酒的年份改变, 检测白酒中单体浓度可用来鉴定白酒质量及其年份。 基于国内某品牌年份原桨白酒的三维荧光光谱, 对其中乙酸浓度进行了建模研究。 对原始光谱进行了小波分解和求导预处理。 研究发现小波分解第一层和第二层呈噪声特征, 浓度信息主要分布在第三层和第四层信号中。 不同激发波长的荧光发射光谱强度分布不同, 如何选择合适的激发波长目前还没有一个统一的方法。 根据小波分解信号引入有效信号强度概念并获得了合适的建模激发波长(200 nm); 导数光谱的细节特征比原始光谱丰富, 光谱求导可以提高光谱的分辨率。 研究了乙酸浓度与荧光光谱的相关性, 原始荧光光谱与乙酸浓度之间相关性较小, 小波分解光谱和导数光谱与浓度的相关性达0.8以上, 且呈现出更多离散化的相关性特征峰。 因此, 小波分解光谱和导数光谱中包含更多乙酸浓度信息且分布比原始光谱更广。 基于荧光光谱和模拟退火法研究了乙酸浓度偏最小二乘法(PLS)多元回归模型。 研究发现原始光谱的乙酸浓度预测集的均方根误差高达70.03 mg·L-1, 模型效果较差; 小波分解光谱和导数光谱由于光谱之间多重相关性降低且分辨率提高的特点, 模型预测效果更好, 其中二阶导数光谱的乙酸浓度预测集的均方根误差和相关系数分别为20.32 mg·L-1和0.999 8, 建模效果最好。 基于1 000次循环执行模拟退火算法建模得到的光谱信息密度曲线显示出二阶导数光谱比原始光谱包含更多的乙酸浓度信息。 以乙酸为例, 为年份白酒中物质浓度预测提供了一种简易的光学方法, 研究方法对研究多组分渐变体系浓度预测具有一定的参考价值。
荧光光谱 年份白酒 乙酸 模拟退火算法 Fluorescence spectrum Year liquor Acetic acid Simulated annealing algorithm 
光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2159
褚俊植 1,3黄珂 2,**栾昆鹏 2胡墅 1[ ... ]刘栋 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院大连化学物理研究所化学激光重点实验室, 辽宁 大连 116023
2 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
3 中国科学院大学, 北京 100049

近年来光泵浦惰性气体亚稳态激光在高能激光领域逐渐得到人们的关注。搭建了一台高压纳秒脉冲放电产生惰性气体亚稳态粒子的装置,该装置增益尺寸较长,便于后续开展激光增益和放大实验。利用窄线宽可调谐连续光源探测了该装置放电生成的Kr亚稳态(5s[3/2]2)粒子数浓度,达1.3×10 12 cm -3,该状态持续时间约为3 μs,满足后续激光体系运行条件。测量过程中出现了吸收饱和现象,给粒子数浓度拟合带来了不确定性,设计的复合拟合方法解决了这一问题。

光谱学 激光吸收光谱 氪亚稳态 脉冲辉光放电 稀有气体激光 Voigt线型 
中国激光
2021, 48(7): 0701006
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
为了提高表面放电光泵浦源的寿命, 以Al2O3陶瓷作为放电基板, 研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形, 详细研究了泵浦源的放电周期, 放电通道电阻, 能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大, 随充电电压的增加而减小; 而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度, 基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为268 kV, 气压为100 kPa, 放电间隙长8 cm的条件下, 泵浦源的能量沉积效率约为82%, 等离子体功率密度达到了936 MW/cm。实验研究表明: Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性, 较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高, 可产生更强的真空紫外辐射, 辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。
激光技术 XeF(C-A)蓝绿激光 光泵浦源 分段表面放电 能量沉积效率 laser technology XeF(C-A) blue-green laser optical pumping source sectioned surface discharge energy deposition efficiency 
中国光学
2019, 12(6): 1321
作者单位
摘要
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
为了获得稳定的、大能量重频中红外HF激光输出, 基于紧凑型、闭环放电引发非链式HF中红外化学激光器, 从能量影响因素、解决措施和实验验证三个方面系统性地研究了100 Hz重频HF激光的能量稳定性。首先结合非链式HF化学激光动力学过程和静态重频实验, 分析发现了影响重频放电引发非链式HF化学激光器脉冲能量稳定性的三个主要因素, 包括均匀体放电难以维持、基态HF分子强的消激发效应和工作气体的持续消耗。然后利用工作气体循环流动置换增益区气体, 当增益区气体流速为9 m/s时激光器100 Hz重频运行的放电状态维持良好, 获得100 Hz/ 55 W的激光输出。最后, 采用分子筛吸附分离基态HF分子纯净工作气体以及实时补给工作气体, 提升了重频HF激光器长时间运行的能量稳定性。实验结果表明:100 Hz重频放电引发非链式HF激光器获得了30 s的长时间稳定输出, 激光能量下降率可优于10%。综合工作气体循环流动、分子筛吸附基态HF分子和工作气体实时补给, 放电引发非链式HF激光器实现了高重频长时间的稳定输出。
中红外激光 化学激光 HF激光 放电引发 能量稳定性 mid-infrared laser chemical laser HF laser discharge initiation energy stability 
光学 精密工程
2019, 27(5): 1060

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