可调谐二极管激光吸收光谱技术

第25卷 第15期 2005年8月 中 国 电 机 工 程 学 报

Proceedings of the CSEE Vol.25 No.15 Aug. 2005

©2005 Chin.Soc.for Elec.Eng.

文章编号：0258-8013（2005）15-0121-06 中图分类号：TK314 文献标识码：A 学科分类号：470 20

利用可调谐半导体激光吸收光谱技术对

气体浓度的测量

李 宁，王 飞，严建华，马增益，岑可法

（浙江大学能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室，浙江省 杭州市 310027）

THE TUNABLE DIODE LASER ABSORPTION SPECTROSCOPY FOR GAS

CONCENTRATION MEASUREMENT

LI Ning, WANG Fei, YAN Jian-hua, MA Zeng-yi, CEN Ke-fa

（Zhejiang University, Clean Energy and Environment Engineering Key Laboratory of Ministry of Education,

Hangzhou 310027, Z

第’*卷第(期

激光技术

Z<HJ’*，.<J(0:5:89，’""$

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文章编号：!""!#$%"&（’""$）"(#"$)*#")

激光二极管光束整形技术

郭明秀!沈冠群’陆雨田!

（!中国科学院上海光学精密机械研究所，上海，’"!%""）

（’上海市激光技术所，上海，’""’$$）

摘要：阐述了对+,输出光束进行整形的必要性。在国内首次对目前常用的一些典型的光束整形技术的整形原理、关键技术及整形效果进行了分析、比较和评价。

关键词：激光二极管；激光二极管阵列；光束整形；拉格朗日不变量中图分类号：-.’(%/(

文献标识码：0

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光学技术第３７卷第２期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２

２０１１年３月ＯＰＴＩＣＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＭａｒｃｈ０１１　　　　　２

（）１００２１５８２２０１１０２０２４１０４　　文章编号：－－－

可调谐激光吸收光谱法与气相色

谱法监测甲烷的对比研究

＊

王敏１，张玉钧２

（）１．安徽建筑工业学院，合肥２３００２２

（）２．中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，合肥２３００３１

摘　要：甲烷是一种重要的温室气体，它对大气中温室效应的贡献仅次于二氧化碳。针对环境空气中甲烷的测定，从测量原理、测量过程和测量装置等方面比较了可调谐二极管激光吸收光谱和气相色谱法两种测量方法。结果表明用上述两种方法测得的甲烷的日变化趋势具有良好的一致性。相比较而言，后者造价更低，并且更方便。

关

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词：可调谐激光吸收光谱；气相色谱法；ＣＨ４

中图分类号：Ｏ４３３．１　　　文献标识码：Ａ

ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆＣＨｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｔｕｎａｂｌｅｄｉｏｄｅｌａｓｅｒ　　　　　４ｄｐｙ　ａｂｓｏｒｔｉｏｎａｓｓｅｃｔｒｏｓｃｏａｎｄｃｈｒｏｍａｔｏｒａｈ　　　ｐｇｐｐｙｇｐ　

１２

，ＷＡＮＧＭｉｎＺＨＡＮＧＹｕｕｎ　　ｊ

（，Ｈ）１

光学技术第３７卷第２期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２

２０１１年３月ＯＰＴＩＣＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＭａｒｃｈ０１１　　　　　２

（）１００２１５８２２０１１０２０２４１０４　　文章编号：－－－

可调谐激光吸收光谱法与气相色

谱法监测甲烷的对比研究

＊

王敏１，张玉钧２

（）１．安徽建筑工业学院，合肥２３００２２

（）２．中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，合肥２３００３１

摘　要：甲烷是一种重要的温室气体，它对大气中温室效应的贡献仅次于二氧化碳。针对环境空气中甲烷的测定，从测量原理、测量过程和测量装置等方面比较了可调谐二极管激光吸收光谱和气相色谱法两种测量方法。结果表明用上述两种方法测得的甲烷的日变化趋势具有良好的一致性。相比较而言，后者造价更低，并且更方便。

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词：可调谐激光吸收光谱；气相色谱法；ＣＨ４

中图分类号：Ｏ４３３．１　　　文献标识码：Ａ

ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆＣＨｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｔｕｎａｂｌｅｄｉｏｄｅｌａｓｅｒ　　　　　４ｄｐｙ　ａｂｓｏｒｔｉｏｎａｓｓｅｃｔｒｏｓｃｏａｎｄｃｈｒｏｍａｔｏｒａｈ　　　ｐｇｐｐｙｇｐ　

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（，Ｈ）１

光学技术第３７卷第２期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２

２０１１年３月ＯＰＴＩＣＡＬＴＥＣＨＮＩＱＵＥＭａｒｃｈ０１１　　　　　２

（）１００２１５８２２０１１０２０２４１０４　　文章编号：－－－

可调谐激光吸收光谱法与气相色

谱法监测甲烷的对比研究

＊

王敏１，张玉钧２

（）１．安徽建筑工业学院，合肥２３００２２

（）２．中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，合肥２３００３１

摘　要：甲烷是一种重要的温室气体，它对大气中温室效应的贡献仅次于二氧化碳。针对环境空气中甲烷的测定，从测量原理、测量过程和测量装置等方面比较了可调谐二极管激光吸收光谱和气相色谱法两种测量方法。结果表明用上述两种方法测得的甲烷的日变化趋势具有良好的一致性。相比较而言，后者造价更低，并且更方便。

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词：可调谐激光吸收光谱；气相色谱法；ＣＨ４

中图分类号：Ｏ４３３．１　　　文献标识码：Ａ

ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆＣＨｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｔｕｎａｂｌｅｄｉｏｄｅｌａｓｅｒ　　　　　４ｄｐｙ　ａｂｓｏｒｔｉｏｎａｓｓｅｃｔｒｏｓｃｏａｎｄｃｈｒｏｍａｔｏｒａｈ　　　ｐｇｐｐｙｇｐ　

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，ＷＡＮＧＭｉｎＺＨＡＮＧＹｕｕｎ　　ｊ

（，Ｈ）１

激光二极管的特性

1、伏安特性

半导体激光器是半导体二极管，具有单向导电性，其伏安特性与二极管相同。反向电阻大于正向电阻，可以通过用万用表测正反向电阻确定半导体激光二极管的极性及检查它的PN结好坏。但在测量时必须用1k以下的档，用大量程档时，激光器二极管的电流太大，容易烧坏。

2、P—I特性

激光二极管的出射光功率P与注入电流I的关系曲线称为P-I曲线。

注入电流小于阈值电流Ith时，激光器的输出功率P很小，为自发辐射的荧光，荧光的输出功率随注入电流的增加而缓慢增加。

注入电流大于Ith时，输出功率P随注入电流的增加而急剧增加，这时P—I曲线基本上

是线性的。当I再增大时，P—I曲线开始弯曲呈非线性，这是由于随着注入电流的增大，使结温上升，导致P增加的速度减慢。

判断阈值电流的方法：在P—I特性曲线中，激光输出段曲线的向下延长线与电流轴的交点为激光二极管的阈值电流。

3、光谱特性

激光二极管的发射光谱由两个因素决定：谐振腔的参数，有源介质的增益曲线。

腔长L确定纵模间隔，宽W和高H决定横模性质。如果W和H

足够小，将只有单横模TEM00存在。

多模激光二极管在其中心波长附近呈现出多个峰值的光谱输出。单纵模激光器只有一个峰值。

工作在阈

习题６

基础知识部分：

6.1 选择题

1．用万用表R×1K电阻档测某一个二极管时，发现其正、反电阻均近于1000ＫΩ，这说明该二极管（ ）

A、短路 B、 完好 C、 开路 D、无法判断

答案：C

2.二极管反偏时，以下说法正确的是（ ）

A、在达到反向击穿电压之前通过电流很小，称为反向饱和电流；

B、在达到死区电压之前，反向电流很小；

C、二极管反偏一定截止，电流很小，与外加反偏电压大小无关。

答案：A

3.图示电路，二极管导通时压降为0.7V，反偏时电阻为∞，则以下说法正确的是（

A、VD导通，UAO=5.3V； B、VD导通，UAO=—5.3V；

C、VD导通，UAO=—6V； D、VD导通，UAO=6V；

）。

E、VD截止，UAO=—9V。

答案：C

4.下列电路中变压器二次电压均相同，负载电阻及滤波电容均相等，二极管承受反向电压最低的是( )，负载电流最小的是（ ）。

A.半波整流电容滤波电路 B.全波整流电容滤波电路

C.桥式整流电容滤波电路

答案：C A

5. 图示电路，若变压器二次电压为10V，现测得输出电压为14.1V，则说明( )。若测得输出电压为

第一章 整流滤波电路

一、填空题

1、（1-1，低）把P型半导体N型半导体结合在一起，就形成 。

2、（1-1，低）半导体二极管具有单向导电性，外加正偏电压 ，外加反偏电压 。 3、（1-1，低）利用二极管的 ，可将交流电变成 。

4、（1-1，低）根据二极管的 性，可使用万用表的R×1K挡测出其正负极，一般其正反向的电阻阻值相差越 越好。

5、（1-1，低）锗二极管工作在导通区时正向压降大约是 ，死区电压是 。 6、（1-1，低）硅二极管的工作电压为 ，锗二极管的工作电压为 。 7、（1-1，中）整流二极管的正向电阻越 ，反向电阻越 ，表明二极管的单向导电性能越好。

8、（1-1，低）杂质半导体分 型半导体和 型半导体两大类。

9、（1-1，低）半导体二极管的主要参数有 、 ，此外还有 、 、 等参数，选用二极管的时候也应注意。

10、（1-1，中）当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为

第一章 整流滤波电路

一、填空题

1、（1-1，低）把P型半导体N型半导体结合在一起，就形成 。

2、（1-1，低）半导体二极管具有单向导电性，外加正偏电压 ，外加反偏电压 。 3、（1-1，低）利用二极管的 ，可将交流电变成 。

4、（1-1，低）根据二极管的 性，可使用万用表的R×1K挡测出其正负极，一般其正反向的电阻阻值相差越 越好。

5、（1-1，低）锗二极管工作在导通区时正向压降大约是 ，死区电压是 。 6、（1-1，低）硅二极管的工作电压为 ，锗二极管的工作电压为 。 7、（1-1，中）整流二极管的正向电阻越 ，反向电阻越 ，表明二极管的单向导电性能越好。

8、（1-1，低）杂质半导体分 型半导体和 型半导体两大类。

9、（1-1，低）半导体二极管的主要参数有 、 ，此外还有 、 、 等参数，选用二极管的时候也应注意。

10、（1-1，中）当加到二极管上的反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为

晶体二极管和二极管整流电路

姓名： 一、填空

1、如图，这是 材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V后，二极 管开始导通，这个电压称为 电压。正常 导通后，此管的正向压降约为 V。当反向 电压增大到 V时，即称为 电压。 2、二极管的伏安特性指 和 关系，当正向电压超过 ___后，

I(mA) -50 0 0.6 V(v) 二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为 V,锗管约为 V。 3、二极管的重要特性是 ，具体指：给二极管加 电压，二极管导通；给二极管加 电压，二极管截止。

4、 PN结的单向导电性指 ，当反向电压增大到 时，反向电流会急剧增大，这种现象称 。

5、二极管的主要参数有 ________、_________和 ，二极管的主要特性是 。

6、用