关于可调谐半导体激光吸收光谱法测定氧气浓度的研究

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简介：
本研究探讨了利用可调谐半导体激光吸收光谱技术精确测量空气中氧气浓度的方法，分析其原理、优势及应用前景。采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术，在760 nm 波段利用氧气的吸收特性进行实时在线测量其浓度。我们开发了一种基于TDLAS直接吸收技术的氧气检测系统，通过使用压控放大器设计了自动增益控制模块，实现了对光谱信号幅度的精确调节，解决了现场测量中由于环境变化导致信号强度波动的问题；同时采用归一化洛伦兹函数来近似计算Voigt函数，并结合Levenberg-Marquardt非线性拟合算法快速完成吸光度曲线的Voigt线型拟合，以满足实时在线检测的需求。实验结果显示该方法能够有效进行吸光度曲线的Voigt线型拟合，在固定浓度条件下连续测量氧气时系统最低检出限为523×10^-6（即百万分之五十二点三）。

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关于可调谐半导体激光吸收光谱法测定氧气浓度的研究

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本研究探讨了利用可调谐半导体激光吸收光谱技术精确测量空气中氧气浓度的方法，分析其原理、优势及应用前景。采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术，在760 nm 波段利用氧气的吸收特性进行实时在线测量其浓度。我们开发了一种基于TDLAS直接吸收技术的氧气检测系统，通过使用压控放大器设计了自动增益控制模块，实现了对光谱信号幅度的精确调节，解决了现场测量中由于环境变化导致信号强度波动的问题；同时采用归一化洛伦兹函数来近似计算Voigt函数，并结合Levenberg-Marquardt非线性拟合算法快速完成吸光度曲线的Voigt线型拟合，以满足实时在线检测的需求。实验结果显示该方法能够有效进行吸光度曲线的Voigt线型拟合，在固定浓度条件下连续测量氧气时系统最低检出限为523×10^-6（即百万分之五十二点三）。

关于974 nm半导体激光器的光纤耦合研究

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本研究聚焦于974nm半导体激光器的光纤耦合技术，旨在提高光束质量和传输效率，探讨优化设计与应用前景。根据半导体激光器与单模光纤的模式分布特点，采用模式耦合理论研究了两者之间的耦合方式。研究表明，在光纤端面制作楔形微透镜可以实现模场匹配和相位匹配的要求。通过遗传算法优化楔形光纤微透镜参数后发现，当楔角为88°、柱透镜半径为3.44 μm以及耦合距离为6.13 μm时，耦合效率达到最佳值。使用Zemax光学仿真软件对模型进行验证，得出的耦合效率约为88.9%。实验测试表明，在激光点焊及高低温环境测试后，最大耦合效率可达81.36%，满足作为光纤激光器种子源所需的功率要求。实验结果与仿真的差异不大。

关于半导体激光器驱动电路的研究与设计

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本研究专注于半导体激光器驱动电路的设计与优化，探讨其工作原理、性能参数及应用领域，旨在提高激光器的工作效率和稳定性。半导体激光器驱动电路的研究与设计涉及对高效、稳定的电流控制技术的探索，以确保激光器在各种应用中的性能优化。这包括了从理论分析到实验验证的一系列步骤，旨在提高驱动电路的设计水平，并为相关领域的研究提供参考和借鉴。

高速电吸收调制激光器的研究进展

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本文综述了高速电吸收调制激光器的研究现状与发展趋势，探讨了其在光通信领域中的应用前景及关键技术挑战。随着数据中心与5G宽带无线通信技术的不断进步，短距离宽带传输的需求显著增加，这极大地促进了高速光电器件的发展。在短距应用中，尽管直接调制激光器因其低成本和低功耗而具有优势，但其性能受到张弛振荡频率及频移效应的限制。相比之下，电吸收调制激光器（EML）集成光源具备宽广的调制带宽与较低的频率啁啾特性，能够实现更高的传输速率以及更长的距离传输。本段落介绍了EML集成光源的外延整合方案和器件构造，并概述了国内外研究机构在高速率、高功率及低成本EML方面的最新研究成果。最后对电吸收调制激光器未来的发展趋势进行了展望。

关于半导体DFB激光器控制电路设计的研究.pdf

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本研究探讨了半导体分布式反馈（DFB）激光器控制电路的设计方法与技术细节，旨在提高激光器性能和稳定性。通过优化电路参数，实现高效、精准的温度与电流调控，以满足高速通信系统需求。本段落介绍了一种半导体DFB激光器控制电路的设计方案，该设计方案使用ATmegal6微控制器和LM358双运算放大器芯片，实现了稳定的电压和电流输出，并满足商业应用与推广的需求。在设计中，重点考虑了以下几点： 1. **DFB激光器控制电路**：为了确保半导体分布反馈（DFB）激光器的稳定运行并实现高可靠性和高质量信号输出，我们采用了特定微控制器及放大器芯片。 2. **ATmegal6 微控制器**：这款基于增强AVR RISC结构设计的8位低功耗CMOS微控制器，具有先进的指令集和高速数据处理能力。 3. **LM358 双运算放大器**：该双通道运放以其高增益、低噪声和良好的输出阻抗特性著称，有助于实现稳定的电压与电流控制。 4. **液晶显示屏（LCD）应用**：采用192×128分辨率的LCD显示激光器的工作状态信息，以便于实时监控设备运行情况。 5. **半导体DFB 激光器的特点**：这种类型的激光器以其高集成性、可靠性和稳定性著称，在光通信领域有着广泛应用前景。 6. **光纤通信技术的应用背景**：鉴于当前主要的数据传输方式之一就是基于光纤的高速长距离信息传递，该设计方案特别针对此类应用场景进行了优化设计。 7. **电路设计关键技术**：包括电压和电流稳定控制以及驱动器的设计等环节。通过选用适当的芯片和技术方案来确保激光器工作的稳定性与可靠性。 8. 性能测试验证了整个系统的有效性及满足预期性能指标的能力。

紫外-可见吸收光谱

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紫外-可见吸收光谱是一种通过测量物质在紫外和可见光区域对不同波长光的吸收程度来分析其组成成分及结构的光谱技术。紫外可见吸收光谱是一种用于研究物质对紫外线及可见光线的吸收特性的分析技术。这种技术主要关注分子内电子从低能级向高能级跃迁的过程，属于电子光谱范畴。在有机化合物中，不同的分子结构决定了电子跃迁的可能性和所需的能量。紫外吸收光谱中的电子跃迁主要包括σ→σ*、n→σ*、π→π*以及n→π*四种类型。其中，σ→σ*跃迁发生在远紫外线区域，通常位于150纳米附近；然而大多数的紫外可见光谱仪无法检测到这一波段。n→σ*跃迁则出现在230至150纳米之间，并常见于含-OH、-NH₂、-X及-S等基团的分子中。 π→π*和n→π*跃迁分别对应E1带与K(E2)带，以及R带。前者通常涉及芳香环或共轭多烯结构中的电子跃迁，在紫外区域的吸收峰大约在190至250纳米；后者则出现在含羰基、硫酮及硝基等官能团化合物中，波长范围为200至400纳米。根据朗伯-比尔定律，吸光度A与溶液浓度c、摩尔吸光系数ε以及吸收池厚度l之间存在线性关系：A = lg(I₀/I) = εlc。这一原理是紫外可见吸收光谱定量分析的基础。此外，分子内部的共轭效应、空间位阻和溶剂化作用等都可能影响到谱带的位置（蓝移或红移）、强度变化以及精细结构的变化情况。例如，在极性溶剂中进行π→π*跃迁时能量会降低，导致吸收波长向较长方向移动；相反地，n→π*跃迁的能量则会上升，使光谱峰位变短。选择合适的溶剂非常重要：它应当避免自身在紫外区域的吸收，并且实验记录应注明所使用的具体溶剂类型以确保结果准确性和可比性。通过识别特定的吸收带和理解不同条件下的变化规律，可以推断出有机化合物的具体结构信息、官能团种类等关键细节，在化学反应机制研究、物质鉴定及药物分析等领域具有重要意义。

Voigt函数在激光吸收光谱中的应用

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本文探讨了Voigt函数在激光吸收光谱分析中的理论基础及其应用价值，详细介绍了其在高精度测量与数据分析方面的优势。激光吸收光谱中的Voigt函数是一种用于描述线性分子在气体环境中吸收光的频率分布特征的重要数学模型。它结合了洛伦兹（Lorentzian）与高斯（Gaussian）两种函数，能够更准确地模拟由于多普勒效应和碰撞导致的谱线展宽现象。

关于激光等离子体的研究

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本研究聚焦于探索激光与等离子体相互作用的前沿领域，涵盖高强度激光场下的粒子加速、高能辐射产生及新型诊断技术，旨在推动相关理论和技术的发展。当强激光束照射到物质上时，会产生蒸发、电离现象，并形成等离子体。在合适的实验条件下，可以生成一种完全电离的纯净等离子体，其中不含中性原子且没有动量或杂质。通过使用高能量密度的激光快速注入大量能量，可以使热核聚变反应发生并产生中子。此外，在磁场中的任意位置提供这种等离子体环境也适合于研究磁约束下的等离子体稳定性。基于这些特点，激光等离子体的研究被认为是一个与可控热核聚变装置开发紧密相关的有前景的新领域。目前世界各国都在积极开展相关研究，并且这一趋势预计会越来越明显。

半导体激光器技术

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半导体激光器技术是指利用半导体材料制成的激光发射装置的技术，广泛应用于数据传输、医疗设备、打印等多个领域。江剑平著的《半导体激光器》是一本比较经典的教学参考书，高清版内容丰富。

布拉格光栅外腔半导体激光器的光谱特性分析

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本文针对布拉格光栅外腔半导体激光器进行深入研究，详细探讨了其独特的光谱特性，并分析了影响因素。通过理论与实验结合的方法，为该技术的应用提供了重要参考依据。本段落研究了一种利用体布拉格光栅（VBG）作为反馈元件与瓦级半导体激光器（LD）及快轴准直柱透镜构成的外腔激光器系统，该系统能够将半导体激光器的工作波长锁定在体布拉格光栅的布拉格波长处。研究测量了此系统的波长稳定性，并探讨其受工作电流、热汇温度以及激光束准直装置等因素的影响。实验分析表明，在相同的条件下（即相同的工作电流和热汇温度），使用直径为0.4毫米的快轴准直柱透镜可以获得较好的波长稳定效果。进一步地，当将热汇温度设定在30摄氏度，并且工作电流从0.5安培增加至1.5安培时；或是在固定工作电流于1.5安培的情况下，使热汇温度从20摄氏度升至35摄氏度范围内进行测量。实验结果表明，在这些条件下半导体激光器的工作波长能够稳定在体布拉格光栅的布拉格波长处。对比自由运转模式下的激射波长与锁定于特定布拉格波长时的情况，研究发现当两者的差异小于2.6纳米时可以获得较好的稳定性效果；而一旦此差值超过4.8纳米，则会导致稳定的性能下降。