采用VCSEL光源的新型TDLAS甲烷气体检测系统研究

CIOMP OpenIR

	采用VCSEL光源的新型TDLAS甲烷气体检测系统研究
	刘昱峰
学位类型	硕士
导师	宁永强
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	VCSEL TDLAS 甲烷检测
摘要	目前对TDLAS激光气体检测技术的研究与开发普遍采用DFB型边发射激光器作为检测光源,这种技术方案功耗较高、体积较大,限制了TDLAS检测技术在功率敏感场合的应用。VCSEL型垂直腔面发射激光器具有效率高、功率低、体积小的优点,应用于TDLAS气体检测技术当中,可以有效改善激光气体检测技术的功耗与体积问题。深入分析了采用VCSEL型激光器的TDLAS气体检测技术的理论依据。依据气体吸收光谱理论与VCSEL型激光器的发光特点,选定了甲烷气体检测激光波长。对TDLAS-WMS波长调制技术与谐波检测技术进行理论分析,推导了检测过程中检测信号的变化过程,为实际VCSEL型TDLAS检测技术提供理论依据。基于VCSEL型激光器调谐特点与TDLAS检测技术的基本原理,对TDLAS气体检测过程进行了软件仿真。深入研究TDLAS气体检测过程各个环节的信号变化情况,并将仿真过程移植到硬件平台中,完成检测技术的硬件仿真。在检测技术的理论分析与仿真研究后,选取了适用于本系统的可调谐VCSEL激光器、光电探测器与锁相放大器等器件,完成了检测系统的光学与电子学系统设计,组建了采用VCSEL光源的TDLAS甲烷气体检测系统。对所组建检测系统进行了实验测试,并基于实验结果对检测系统的误差来源进行了分析。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61558
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	刘昱峰. 采用VCSEL光源的新型TDLAS甲烷气体检测系统研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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采用VCSEL光源的新型TDLAS甲烷气（3498KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文