一、二氧化碳分子气体激光器（论文文献综述）
刘豪[1]（2015）在《大气二氧化碳探测差分吸收激光雷达技术研究》文中研究表明自进入工业化社会以来,由于人类广泛使用化石燃料以满足日益增长的工业化活动,大气中以二氧化碳为代表的温室气体急剧上升,随之产生的温室效应也愈发明显。研究二氧化碳气体的源汇变化对了解温室效应有重要意义。差分吸收激光雷达作为一种监测大气二氧化碳浓度的有效手段,具有精度高,可全天候工作等优点,其应用得到了越来越多的国家关注。因此对差分吸收激光雷达系统的相关技术问题展开研究,对以后研制我国自主的探测设备具有重要意义。本文首先研究了差分吸收激光雷达的基本原理,深入分析了波长漂移及水汽干扰对系统绝对误差带来的影响,并利用随机误差传递理论计算出系统随机误差与信噪比之间的关系。在理论分析的基础上搭建了实验系统,并对其精度进行了标定。获得了上海地区连续多天的二氧化碳浓度观测数据,数据表明差分吸收激光雷达的测量结果与点探测器没有明显的一致性,在大气环境稳定的情况下,两者具有比较吻合的趋势,但在复杂天气下,点探测器的抖动明显变大。本文创新点主要体现在以下几个方面:1)提出了一种基于时间测量法的偏频锁定技术,利用共焦腔法布里-珀罗干涉仪,实现了对OFF激光器的偏频锁定,频率锁定精度优于0.1MHz;2)提出了基于激光器扫频的系统定标方法,系统可以在正常工作状态下随时完成标定过程,并且一次标定就能获得系统随机误差和零点的数据,测量结果表明本系统的系统随机误差优于0.525%。3)获得了上海市虹口区上空连续多天的二氧化碳浓度监测数据,特别是获得了复杂气候条件下二氧化碳的浓度变化,为二氧化碳变化规律提供了宝贵的实验数据。本系统为国内首台可以全天候连续工作的测量大气二氧化碳浓度的差分吸收激光雷达系统,并较为详细的分析了系统搭建所涉及的波长选择、频率稳定、定标等关键问题,对国内开展相关工作具有一定参考价值。
黄崟东[2]（2017）在《取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控》文中研究说明原子分子在强激光场作用下,可以相干地发射处于极紫外到软X射线之间的高次谐波,也可以相干地发射处于毫米亚毫米波段的太赫兹波。同步探测高次谐波与太赫兹光谱（HATS）是研究原子分子中的电子结构以及强激光场下电子动力学的新型光学方法。由于太赫兹波与高次谐波在能量以及空间尺度上存在的五个量级的巨大差异,同步探测这两种辐射有助于加深对强场下电子运动过程的理解,实现辐射的原位调控。本文首先回顾了强场下的电子运动,介绍了分子体系下的一些新型探测方法;其次,介绍了取向分子HATS光谱的实验实现,包括分子的转动冷却、光学瞬态取向以及基于双色场的HATS光谱产生与探测技术;再次,利用取向分子的HATS光谱研究了氮气分子的最外层轨道结构和二氧化碳分子的多通道动力学信息;最后,对HATS技术在分子领域的研究进行了总结与展望。主要创新点在于:（1）探测了取向角度微分的分子太赫兹辐射,并利用氮气分子和二氧化碳分子验证了太赫兹辐射与分子角向电离之间的关系,实现了对分子电离基于太赫兹辐射的全光、相干测量。光学探测手段既是对现有的基于电子或者离子的探测结果的补充,同时其相干本质也有助于加深对电子电离过程的理解。（2）实现了取向分子的HATS光谱产生与探测,并利用太赫兹波与高次谐波的取向关联辐射解构了氮气分子最外层轨道的角度微分光复合/光电离截面信息。同步测量HATS光谱可以全光地得到电子电离与复合,将两种频段结合可以更好得呈现出分子轨道特性。（3）发展了二维的HATS光谱技术,结合了双色场对传播过程的相位调控以及取向角对光电离与光复合的选择,观察到了谐波产生中的多通道干涉效应,实现了对谐波辐射中的电子电离-传播-复合全过程的原位相干调控。
章桦萍[3]（2019）在《差分吸收激光雷达探测二氧化碳柱浓度的数据处理与误差分析》文中进行了进一步梳理差分吸收激光雷达系统是探测大气二氧化碳浓度的重要手段,对于监测温室气体的时空分布具有重要意义。本文对差分吸收激光雷达系统进行技术研究,获得实时高精度的大气二氧化碳柱浓度,并且集成化系统,为下一步机载实验探测提供基础。论文首先介绍了国内外差分吸收激光雷达系统探测大气二氧化碳的研究现状。阐明了差分吸收激光雷达探测大气二氧化碳柱浓度的基本原理,包括激光与大气的作用机制,差分吸收激光雷达方程,相位测距原理和线性调频测距原理。针对系统方案,论文给出了差分吸收激光雷达系统的系统框图与软件设计流程图。论文着重根据差分吸收激光雷达中的关键技术展开研究,主要研究内容有:1)系统中差分激光波长的参数选择及依据;2)正弦波调制方法和啁啾波调制方法的原理及其参数选择;3)数据处理方法研究,包括窗函数选择和频谱校正算法;4)系统误差分析,包括量化误差分析、误差传递原理分析、累积平均分析和大气影响因子分析。论文最后对系统各个单元进行实验验证,具体包括链路实验,测距实验,外场实验和对比实验。最终搭建了稳定可靠的探测二氧化碳柱浓度的差分吸收激光雷达系统,并且在上海和北京市区进行连续多天的实验观测,得到了由二氧化碳点探测器验证的二氧化碳柱浓度变化趋势数据。论文的创新点是研制了国内首台可以自由切换正弦波调制和啁啾波调制的差分吸收激光雷达系统。该系统可以用于连续稳定的监测大气二氧化碳柱浓度,同时可以测量硬目标的距离,并且首次获得了北京地区水平方向上连续多天的二氧化碳柱浓度观测结果。
邓长儒,李祖瑾,李义美[4]（1967）在《二氧化碳分子气体激光器》文中研究说明 前言气体激光技术自61年问世以来,发展极为迅速,受到许多国家的极大重视。特别是近两年,以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速,已成为气体激光器中最有发展前途的器件。
罗淑芹[5]（2013）在《基于TDLAS的CO2气体检测分析系统》文中进行了进一步梳理随着经济的快速发展，人们的生活水平显着提高，但是在发展背后表现出来的资源和环境问题却着实令人堪忧。保护生态环境和治理环境污染这一焦点问题已被世界各国所关注，而环境污染的主要根源在于有害气体的排放。由工业生产、民用燃煤以及汽车尾气等排放的二氧化碳气体可以导致温室效应、土地荒漠化等严重后果，因此对于二氧化碳气体的实时监测显得尤为重要。针对近年来迅速发展的非接触式光学气体检测技术，无论在精度还是在速度上都很好的弥补了传统气体测量方法对于气体浓度检测方面的不足，本文基于可调谐激光二极管吸收光谱（TDLAS）技术对二氧化碳气体浓度进行检测，它是一种高分辨率的吸收光谱技术，具有单模特性优秀、精度高、响应快、通用性强等优势。本系统以朗伯-比尔定律为基本理论基础并结合可调谐激光二极管吸收光谱技术应用于气体浓度检测的相关理论，对波长调制技术和谐波探测技术进行了理论推导，其中包括谐波探测次数、调制深度等理论实验参数的确定，同时，运用气体分子光谱和谱线线型的有关知识，对影响气体吸收谱线线宽的两个重要因素：温度和压强进行了研究，此外还设计组建了TDLAS系统，通过对可调谐激光二极管的特性测试得到激光器的最佳工作条件，并对构建的实验系统进行了二氧化碳气体浓度检测的实验，分别在不同温度和压力下对气体进行检测，对温度和压力对于测量浓度值产生的影响进行了修正。最后利用LabVIEW进行上位机的软件编程，通过线性拟合得到气体浓度的反演公式，再对标准浓度的气体进行测量得到比较满意的实验结果，基本实现了CO2气体浓度的在线检测。
李志行,张军[6]（2009）在《气体激光器与激光混合气体》文中研究表明简要介绍了激光器的分类,着重阐述常用气体激光器的种类和气体激光器的基本原理,以及激光混合气体的品种、规格和典型组成。
张熙[7]（2020）在《近红外CO2精密分子光谱测量研究》文中研究指明二氧化碳作为由人类活动产生的第一大温室气体,其分子吸收跃迁光谱参数对监控全球二氧化碳浓度与分布、限制碳排放和保证碳交易的公平等具有非常重要的价值。但目前使用的光谱测量方法存在一些不足,难以精确得到二氧化碳跃迁谱线的展宽与压窄等光谱参数。本文基于光腔衰荡光谱技术（Cavity Ring-down Spectroscopy,CRDS）,以分子振转吸收光谱和热力学理论为基础,对CRDS系统进行研究分析,提出了一种高精度锁定衰荡装置和测量方法,实验测量了二氧化碳在1.6微米附近的五条跃迁谱线,获得了二氧化碳精密分子光谱参数,具体来讲,本文的研究内容主要有以下五个方面:1、从分子能级出发,分析了分子对于特定频率光子的吸收原理,将衰荡腔的损耗与腔内光子的寿命联系起来,阐述了光腔衰荡光谱技术的基本测量原理。2、提出了一种腔长可调节的光学衰荡装置。通过对光腔衰荡系统的分析及腔长锁定原理的研究分析,构建出衰荡腔的透射模型,通过设计光路系统和电路系统,建立起高精度锁定衰荡装置的测量系统。3、搭建基于电光调制器的锁定衰荡装置系统。利用稳频的He-Ne激光器作为参考光源,使用电光调制器对激光调制出的正边带作为参考频率,通过函数发生器产生一个驱动信号作用在压电陶瓷上,快速改变衰荡腔的腔长,将探测器捕获的信号和参考频率信号比较分析提取得到误差信号,利用PID伺服控制器将衰荡腔初步锁定,改变调制深度和PID控制器增益等相关参数对锁定效果进行优化,最终衰荡腔锁定误差的不确定度接近参考激光器的不确定度水平。4、剖析了基于稳频的光腔衰荡光谱装置系统。对于基于稳频的光腔衰荡光谱系统主要分为两部分:一部分是腔长锁定系统;另一部分是痕量气体的测量系统。同时对气路系统进行简要说明,并给出了整套系统实际工作时的测量方法。5、测量了二氧化碳在1.6微米附近的五条跃迁谱线。首先阐述了所测量谱线的选择,分析了目前常用的分子光谱线型,利用光谱拟合软件对五条谱线的实验数据进行单、多光谱拟合,将拟合结果和现有的数据库参数进行比较,证实了本次实验数据的可靠性,最后分析了实验中的误差来源。
矫雷子[8]（2019）在《食品挥发物的红外与激光光谱检测方法研究》文中研究表明挥发性有机化合物产生于食品生长、成熟、储藏、保鲜及变质等各个阶段,已被广泛应用于食品品质及安全检测等领域。作者所在团队近几年开展了抽取式傅里叶变换红外光谱检测食品挥发物的应用研究,取得很多进展。然而,为了提高检测灵敏度,抽取式傅里叶变换红外光谱易受水和二氧化碳的吸收干扰,也不适用于大面积食品挥发物的快速检测。开放光程红外与激光光谱可在几米至几公里外测量气体,甚至可观测气体空间分布的状态,非常适用于食品挥发物的大范围检测。针对上述情况,本文开展了红外与激光光谱检测食品挥发物的可行性研究,主要研究内容与结论如下:1、试验研究了抽取式傅里叶变换红外光谱检测芒果成熟期间的挥发物,开展了20 m光程下水和二氧化碳吸收干扰消减方法研究,结果表明,分子筛能够更好的抑制水和二氧化碳吸收干扰的影响,红外吸收光谱PCA分析成功把贮藏期间的芒果分为绿熟、半熟和全熟。2、试验研究了开放光程傅里叶变换红外光谱检测白酒、食醋及葡萄的挥发物。在5m光程下分别开展了主动及被动方式检测食品挥发物的可行性研究,检测到白酒挥发物中乙醇或酯在3050-2800、1430-1330、1300-1200、1100-1000、910-850 cm-1的红外吸收峰,食醋挥发物中醋酸或酯在1340-1240、1100-1040、1040-940 cm-1处的红外吸收峰,葡萄挥发物中乙醇或乙酸乙酯在3050-2800、1300-1200、1100-1000 cm-1的红外吸收峰,验证了开放光程傅里叶变换红外光谱遥测食品挥发物的可行性;在可行性验证的基础上,结合化学计量学方法及光谱预处理方法,深入分析挥发物的红外吸收光谱,开展食品种类及变质程度识别的可行性研究,成功提取了贵州醇和汾酒挥发物的1178 cm-1差异特征峰,识别了新鲜、轻度及重度变质的葡萄;依据红外光谱吸收峰强度及峰面积随时间变化的特性,分析了光路通路中挥发物的动态挥发特性,为二维相关光谱分析奠定了基础。3、试验研究了开放光程激光光谱检测牛肉和鸡蛋的挥发物。基于1512和1578 nm分布式反馈激光器,研制了氨气和硫化氢的可调谐二极管激光吸收光谱检测系统;基于直接吸收方式,在2 m光程下成功检测到变质牛肉挥发物中氨气的吸收峰;基于二次谐波吸收方式,在1.5 m光程下成功检测到变质鸡蛋挥发物中硫化氢的吸收峰;挥发物的直接和二次谐波吸收峰强度随着食品变质程度加重而增强,表明开放光程激光光谱能够检测食品挥发物。4、依据光路通路中挥发物红外吸收光谱的动态特性,以龙门食醋和葡萄挥发物的红外吸收光谱为数据源,以时间为扰动量,基于二维相关光谱分析方法深入挖掘了光谱吸收特征。同步及自相关系数谱图表明,对于龙门食醋,成功提取了淹没于背景噪声中的1070 cm-1吸收峰,对于第3天葡萄,成功提取了淹没于背景噪声中的1250和1050 cm-1吸收峰,提高了光谱检测灵敏度。
张国勇[9]（2018）在《基于中红外激光吸收光谱的同轴扩散火焰温度场与CO2浓度场仿真与测量》文中指出燃烧是剧烈放热的化学反应过程,是人类利用能源的重要方式。为了研发高性能动力设备和解决化石燃料带来的环境污染问题,人们需要深入了解燃烧过程。层流同轴扩散火焰作为一种标准火焰,常用于碳烟生成和燃烧化学的研究。火焰温度和燃烧产物浓度的分布信息是非常重要的研究参数,决定了碳烟的生成、氧化和燃烧反应的速率。在目前的燃烧测量诊断方法中,可调谐二极管激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）因其高灵敏度、高稳定性、原位测量无干扰等优点成为火焰温度及组分浓度较佳的测量手段。本文的主要研究内容是通过4.2μm的中红外量子级联激光器,结合Abel逆变换层析方法重建甲烷层流同轴扩散火焰的温度与二氧化碳浓度,并将TDLAS实验结果与CFD仿真及热电偶测温结果进行比较。论文的主要研究工作如下:1、本研究选取了4.2μm附近的二氧化碳在R-branch的bandhead区域的9个跃迁作为测量谱线,该频段的中红外激光对于火焰测量具有以下几个优势:吸收强度大,其他燃烧产物无吸收干扰;高温下温度测量敏感度高;常温环境下空气中的二氧化碳几乎不发生吸收。2、本研究采用傅里叶分析Abel逆变换层析方法提高TDLAS燃烧诊断的空间分辨率。基于Fluent计算流体力学软件仿真出的甲烷同轴层流扩散火焰,利用Beer-Lambert吸收定律和Abel-Chebyshev正向积分算法得到各测量点的吸光度,在无噪声和1%幅值噪声的情况下分别用Onion-Peeling方法和傅里叶分析方法对吸收率、温度和二氧化碳浓度进行重建,验证傅里叶分析方法对噪声的鲁棒性以及应用于轴对称火焰参数重建的准确性。3、本研究搭建了激光燃烧诊断平台,包括同轴扩散火焰炉和4.2μm中红外激光测量光路,并对实验室的标准火焰即层流同轴扩散火焰进行了测量。为了验证本研究所开发测量方法的可靠性,本工作将实验结果同热电偶测温和Fluent仿真结果进行比较。
马晖[10]（2018）在《星载温室气体探测IPDA激光雷达指标论证》文中研究指明二氧化碳是长期存在的大气成分,是最重要的温室气体之一,自工业革命以来在大气中含量逐年增加。分析二氧化碳浓度变化趋势,将为研究二氧化碳源汇相互作用,理解气候变化,对治理和控制二氧化碳排放有着重要意义。从全球尺度上获得高精度二氧化碳柱浓度数据有助于在模式研究中进行碳通量机制分析,研究二氧化碳源汇分布变化,提升对二氧化碳与气候之间关系的研究。精度优于1 ppm的二氧化碳柱浓度数据可以满足绝大部分模式对二氧化碳输入数据的要求,这对于二氧化碳数据质量要求非常严格。星载积分路径差分吸收（IPDA）激光雷达作为新一代全球二氧化碳探测手段,自身携带光源实现昼夜探测,探测范围覆盖全球,权重偏重于底层大气,反演数据为带权重的二氧化碳干空气柱含量（XCO2）,具有高精度高时空分辨率,可以满足二氧化碳模式研究的精度要求。本文围绕星载积分路径差分吸收激光雷达探测中各个部分进行误差分析,包括谱线脉冲波长的优化,激光雷达系统中发射单元、接收单元及载荷部分分析,脉冲在大气中传输过程中大气和地表等因素的影响等分析,进行各项参数指标论证,主要包括以下几个方面的研究内容:1.通过对脉冲谱线增宽性质和权重函数的研究,优化选择系统的脉冲工作波长,使得探测敏感性偏重于底层大气,探测结果受大气温度和气压变化影响小,反演二氧化碳柱浓度不会放大底层二氧化碳波动,探测数据更加接近实际大气二氧化碳浓度。2.对激光雷达系统各部分参数以及载荷参数影响进行分析。对系统的发射单元中脉冲能量线宽、精度和频率的不稳定性进行分析,讨论了光谱纯度、多普勒频移对探测的影响。3.在接收系统研究中研究了来自散粒噪声、背景辐射和散斑干扰的影响,分析了望远镜、探测器和数据采集系统在探测中的影响。在载荷部分分析空间分辨率、轨道高度的选择以及其他涉及到的辅助参数的影响。4.分析了脉冲在大气传输和地表反射过程各项参数对探测造成的影响。提出了机载IPDA探测的优化分析算法。讨论了大气大气传输过程中各方面因素的影响,提出通过统计分析和场景分析研究利用云面反射的研究思路。着重分析了地表反射率对探测的影响,脉冲波长在地表足印不重合导致两束波长的反射性质不同是探测的最主要误差源之一,提出相对地表反射率方法,可以有效地减少由于地表足印不重合带来的误差。提出了使用星载角反射器IPDA方法探测大气二氧化碳的方法并进行技术论证。最后根据对各部分探测误差分析研究,给出探测误差以及误差分配,误差分析结果满足二氧化碳探测精度要求及指标论证需求。根据研究成果,考虑仪器的总体要求,为仪器各方面性能优化和提升提供理论基础。为未来实测数据的误差分析和产品研究提供基础。
二、二氧化碳分子气体激光器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、二氧化碳分子气体激光器（论文提纲范文）
（1）大气二氧化碳探测差分吸收激光雷达技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 二氧化碳观测历史 |
| 1.3 二氧化碳遥感技术研究现状 |
| 1.3.1 被动遥感技术研究现状 |
| 1.3.2 主动遥感技术研究现状 |
| 1.3.3 国内监测二氧化碳研究现状 |
| 1.4 论文研究内容和论文安排 |
| 2 差分吸收激光雷达方程和误差分析 |
| 2.1 激光与大气的相互作用 |
| 2.2 差分吸收激光雷达方程 |
| 2.3 回波信号信噪比与系统随机误差的关系 |
| 2.4 系统波长选择与波长漂移带来的误差分析 |
| 2.4.1 系统波长选择 |
| 2.4.2 波长漂移带来的误差分析 |
| 2.5 水汽吸收带来的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 大气二氧化碳探测差分吸收激光雷达系统设计 |
| 3.1 系统工作体制 |
| 3.2 种子激光光源驱动设计 |
| 3.2.1 激光器电流源设计 |
| 3.2.2 激光器温度控制器设计 |
| 3.3 ON光源频率锁定技术 |
| 3.4 发射光学部分 |
| 3.4.1 光放大器 |
| 3.4.2 扩束镜 |
| 3.5 接收光学部分 |
| 3.6 电子学设计 |
| 3.6.1 探测器选型 |
| 3.6.2 前放电路的设计 |
| 3.6.3 模数转换电路 |
| 3.7 调制器驱动和偏压控制 |
| 3.8 上位机软件设计 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 偏频锁定技术 |
| 4.1 偏频锁定技术 |
| 4.2 偏频锁定系统设计 |
| 4.3 系统测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统随机误差及零点标定 |
| 5.1 常规标定方法 |
| 5.2 扫频法系统标定及标定步骤 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 实验测量和数据分析 |
| 6.1 实验系统 |
| 6.2 系统抗干扰效果的验证 |
| 6.3 系统观测数据 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要研究工作和成果 |
| 7.2 本文主要的创新点 |
| 7.3 工作中存在的不足和后续工作展望 |
| 参考文献 |
（2）取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 强场下分子的超快探测与调控 |
| 1.1 探测与调控 |
| 1.2 强场下电子的动力学行为 |
| 1.2.1 从微扰非线性光学到强场非线性光学 |
| 1.2.2 强激光场下的电离 |
| 1.2.3 再散射过程中的高次谐波与太赫兹产生 |
| 1.3 基于新型光学与电子学方法的分子结构与动力学过程研究 |
| 1.3.1 分子体系的研究特点 |
| 1.3.2 利用太赫兹波对分子的研究 |
| 1.3.3 利用高次谐波对分子的研究 |
| 1.3.4 利用时间分辨的电子谱研究分子 |
| 1.4 本文的主要内容与结构 |
| 第二章 实验装置与探测技术 |
| 2.1 飞秒激光系统与脉冲表征 |
| 2.1.1 飞秒激光器 |
| 2.1.2 脉宽测量 |
| 2.2 超音速膨胀 |
| 2.3 无外场下的分子取向 |
| 2.3.1 分子取向的基础理论 |
| 2.3.2 分子取向程度的表征 |
| 2.3.3 极性分子的定向 |
| 2.3.4 分子取向的热点与下一代方法 |
| 2.4 分子的HATS实验探测技术 |
| 2.4.1 双色场的重合 |
| 2.4.2 高次谐波与太赫兹辐射的产生 |
| 2.4.3 高次谐波辐射与太赫兹波的探测 |
| 2.4.4 利用双色场得到谐波辐射相位信息 |
| 2.4.5 调节双色场相对相位时的光程补偿 |
| 第三章 利用HATS光谱揭示分子单轨道的角向光电离截面:以氮气为例 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验条件 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 取向与反取向的高次谐波与太赫兹辐射强度 |
| 3.3.2 半重现时刻的HATS光谱 |
| 3.3.3 氮气分子太赫兹辐射的双色场最优相位 |
| 3.4 实验结果的分析与讨论 |
| 3.4.1 获得单个分子辐射的解卷积方法 |
| 3.4.2 利用分子坐标系下的HATS辐射推导微分光电离截面 |
| 3.4.3 分子的光电离截面极小值的物理含义 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 利用HATS光谱揭示强场中分子辐射的多轨道贡献:以二氧化碳为例 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验条件 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 二氧化碳分子的取向 |
| 4.3.2 二氧化碳分子的角向电离调制 |
| 4.3.3 二氧化碳分子的二维HATS光谱 |
| 4.4 实验结果的分析与讨论 |
| 4.4.1 取向中的高阶转动相干效应 |
| 4.4.2 二氧化碳分子在强场中的多轨道效应 |
| 4.4.3 利用双色场相对相位对角向谐波极小值的调制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 后记与致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（3）差分吸收激光雷达探测二氧化碳柱浓度的数据处理与误差分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 二氧化碳遥感技术现状 |
| 1.2.1 二氧化碳被动式遥感技术 |
| 1.2.2 二氧化碳主动式遥感技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 第2章 差分吸收激光雷达原理 |
| 2.1 激光与大气的作用机制 |
| 2.2 差分吸收激光雷达方程 |
| 2.3 相位测距原理 |
| 2.4 线性调频测距原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 差分吸收激光雷达系统的仿真与设计 |
| 3.1 系统波长选择 |
| 3.2 系统硬件仿真设计 |
| 3.3 系统软件仿真设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 数据处理与误差分析方法研究 |
| 4.1 浓度反演方法 |
| 4.2 数据采集方法 |
| 4.3 频谱估计方法 |
| 4.3.1 窗函数 |
| 4.3.2 频谱校正 |
| 4.3.3 浓度反演 |
| 4.4 相位测距方法 |
| 4.5 啁啾波调制方法 |
| 4.5.1 啁啾波调制的数据处理方法 |
| 4.5.2 啁啾波调制的参数选择 |
| 4.6 误差分析 |
| 4.6.1 量化误差分析 |
| 4.6.2 误差传递原理分析 |
| 4.6.3 累积平均分析 |
| 4.6.4 系统精度分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 系统实验与分析 |
| 5.1 链路实验 |
| 5.1.1 声光调制器温控实验 |
| 5.1.2 单模光纤分束器温控实验 |
| 5.1.3 光电探测器温控实验 |
| 5.1.4 链路温控实验 |
| 5.2 测距实验 |
| 5.2.1 相位测距实验 |
| 5.2.2 线性调频测距实验 |
| 5.3 外场实验 |
| 5.4 系统对比实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要研究工作和成果 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 工作的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于TDLAS的CO2气体检测分析系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 常见的气体检测技术 |
| 1.3 TDLAS 技术的特点及应用 |
| 1.4 TDLAS 技术应用于气体浓度检测的国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 近红外吸收光谱学理论 |
| 2.1 吸收光谱的来源 |
| 2.2 分子吸收光谱的理论基础 |
| 2.2.1 气体分子吸收光谱的谱线强度 |
| 2.2.2 气体吸收谱线的线型知识 |
| 2.3 TDLAS 气体分析的技术原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TDLAS 气体分析系统的关键技术研究 |
| 3.1 波长调制与谐波探测技术 |
| 3.1.1 波长调制技术 |
| 3.1.2 谐波检测原理 |
| 3.2 CO_2气体吸收谱线选择 |
| 3.2.1 分子光谱数据库 |
| 3.2.2 CO_2在 1.6μm 附近的吸收光谱 |
| 3.3 温度和压强对气体吸收谱线的影响及修正方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于 TDLAS 的 CO_2气体浓度检测系统的总体设计 |
| 4.1 技术指标及总体方案设计 |
| 4.1.1 技术指标要求 |
| 4.1.2 总体方案设计 |
| 4.2 光源系统 |
| 4.2.1 光源 |
| 4.2.2 激光光源准直器 |
| 4.2.3 光源驱动单元 |
| 4.2.4 波长调制单元 |
| 4.3 接收与控制系统 |
| 4.3.1 光信号探测单元 |
| 4.3.2 信号调理与采集单元 |
| 4.3.3 中央控制单元 |
| 4.4 气室结构设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验结果及讨论 |
| 5.1 构建实验平台 |
| 5.2 可调谐半导体激光器的调谐特性测试 |
| 5.2.1 激光器的输出波长随温度变化实验 |
| 5.2.2 激光器的输出波长随电流变化实验 |
| 5.3 系统用于 CO_2浓度检测试验 |
| 5.3.1 系统的标定实验 |
| 5.3.2 温度变化对 CO_2浓度测量结果的影响及修正 |
| 5.3.3 压力变化对 CO_2浓度测量结果的影响及修正 |
| 5.4 系统的不确定度分析 |
| 5.5 实验结果及讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）气体激光器与激光混合气体（论文提纲范文）
| 1 激光器 |
| 1.1 激光器的分类[1] |
| 1.1.1 固体激光器 |
| 1.1.2 液体激光器 |
| 1.1.3 气体激光器 |
| 1.1.4 半导体激光器 |
| 1.2 激光器的结构组成 |
| 1.2.1 工作物质 |
| 1.2.2 激励源 |
| 1.2.3 谐振腔 |
| 2 气体激光器[3] |
| 2.1 气体激光器的基本结构 |
| 2.1.1 光学谐振腔 |
| 2.1.2 激光放电管和放电电极 |
| 2.2 气体激光器的激励 |
| 2.3 典型气体激光器 |
| 2.3.1 氦—氖激光器 |
| 2.3.2 二氧化碳激光器 |
| 2.3.3 氩离子激光器 |
| 2.3.4 氮分子激光器 |
| 2.3.5 准分子激光器 |
| 3 典型激光混合气的组成与相关质量标准 |
| 3.1 典型激光混合气的组成 |
| 3.2 激光气体质量要求 |
| 3.3 激光混合气的组成与精度的影响 |
| 3.4 包装容器要求 |
（7）近红外CO2精密分子光谱测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气体检测方法 |
| 1.2.1 差分光学吸收光谱技术 |
| 1.2.2 傅立叶变换光谱技术 |
| 1.2.3 可调谐半导体激光吸收光谱技术 |
| 1.2.4 光腔衰荡光谱技术 |
| 1.3 国内外发展现状 |
| 1.3.1 光腔衰荡光谱技术欧美等国家研究现状 |
| 1.3.2 光腔衰荡光谱技术国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容和工作安排 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 光腔衰荡光谱技术 |
| 2.1 光谱学的简介 |
| 2.2 吸收光谱 |
| 2.2.1 光子吸收原理 |
| 2.2.2 基本吸收光谱原理 |
| 2.3 光腔衰荡光谱技术测量原理 |
| 2.4 CRDS测量衰荡时间的灵敏度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高精度锁定衰荡装置的研究 |
| 3.1 衰荡腔 |
| 3.2 误差信号 |
| 3.3 锁腔实验系统结构组成 |
| 3.4 锁定结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光腔衰荡光谱技术测量痕量气体的研究 |
| 4.1 基于外腔式半导体激光器的稳频CRDS装置 |
| 4.1.1 腔长稳定系统 |
| 4.1.2 光谱测量系统 |
| 4.1.3 装置气路系统 |
| 4.2 痕量气体测量 |
| 4.2.1 谱线的选择 |
| 4.2.2 衰荡信号的测量 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 二氧化碳光谱线型拟合与参数结果分析 |
| 5.1 光谱线型函数 |
| 5.2 光谱数据拟合 |
| 5.3 线型选择与谱线展宽参数分析 |
| 5.4 多光谱拟合结果 |
| 5.5 实验结果分析与对比 |
| 5.6 测量误差分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（8）食品挥发物的红外与激光光谱检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 食品挥发物检测方法研究现状 |
| 1.2.1 色谱质谱法检测的研究现状 |
| 1.2.2 可视化阵列传感检测的研究现状 |
| 1.2.3 电子鼻系统检测的研究现状 |
| 1.2.4 红外与激光光谱检测的研究现状 |
| 1.3 红外与激光光谱检测食品挥发物存在的问题 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 红外与激光光谱检测食品挥发物的理论分析 |
| 2.1 红外光谱 |
| 2.1.1 FTIR原理 |
| 2.1.2 FTIR光谱解析 |
| 2.1.3 FTIR光谱分析方法 |
| 2.2 可调谐激光二极管吸收光谱 |
| 2.2.1 TDLAS原理 |
| 2.2.2 TDLAS理论分析 |
| 2.2.3 TDLAS光谱分析方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 食品挥发物的红外光谱检测方法研究 |
| 3.1 FTIR试验装置及数据采集 |
| 3.1.1 FTIR光谱仪 |
| 3.1.2 长光程气体吸收池 |
| 3.1.3 外光路聚焦系统及红外光源 |
| 3.1.4 光谱数据采集及处理 |
| 3.2 结合分子筛的抽取式FTIR检测方法研究 |
| 3.2.1 试验样品 |
| 3.2.2 试验方案 |
| 3.2.3 试验结果分析 |
| 3.3 主动式开放光程FTIR检测方法的可行性研究 |
| 3.3.1 试验样品 |
| 3.3.2 试验方案 |
| 3.3.3 试验结果分析 |
| 3.4 被动式开放光程FTIR检测方法的可行性研究 |
| 3.4.1 试验样品 |
| 3.4.2 试验方案 |
| 3.4.3 试验结果分析 |
| 3.5 食品种类、成熟及变质程度的FTIR识别分析 |
| 3.5.1 白酒种类识别分析 |
| 3.5.2 芒果成熟度识别分析 |
| 3.5.3 葡萄变质程度识别分析 |
| 3.6 食品挥发物动态挥发特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 食品挥发物的可调谐激光二极管吸收光谱检测方法研究 |
| 4.1 食品挥发物的OP-TDLAS系统研制 |
| 4.1.1 可调谐二极管激光器 |
| 4.1.2 信号发生器 |
| 4.1.3 锁相放大器及示波器 |
| 4.1.4 数据采集 |
| 4.1.5 激光器驱动及温控电路设计 |
| 4.1.6 光电探测前置放大模块设计 |
| 4.1.7 光学配件 |
| 4.1.8 TDLAS系统电源 |
| 4.1.9 TDLAS系统组装调试 |
| 4.2 直接吸收光谱检测方法研究 |
| 4.2.1 试验样品 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.2.3 试验结果分析 |
| 4.3 二次谐波吸收光谱检测方法研究 |
| 4.3.1 试验样品 |
| 4.3.2 试验方案 |
| 4.3.3 试验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 二维相关光谱提高食品挥发物检测灵敏度的研究 |
| 5.1 二维相关光谱理论 |
| 5.1.1 二维相关光谱原理 |
| 5.1.2 二维相关光谱理论 |
| 5.2 食品挥发物二维相关光谱分析 |
| 5.2.1 龙门食醋挥发物吸收光谱分析 |
| 5.2.2 葡萄挥发物吸收光谱分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| Abstract |
| 博士期间取得的成果 |
| 致谢 |
（9）基于中红外激光吸收光谱的同轴扩散火焰温度场与CO2浓度场仿真与测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 火焰燃烧诊断方法概述 |
| 1.2.1 接触式测量方法 |
| 1.2.2 非接触式测量方法 |
| 1.3 TDLAS技术的发展历程及发展现状 |
| 1.3.1 TDLAS技术的发展历程 |
| 1.3.2 TDLAS技术的发展现状 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第二章 TDLAS技术测量原理及方法 |
| 2.1 TDLAS技术测量原理 |
| 2.1.1 Beer-Lambert吸收定律 |
| 2.1.2 吸收谱线的线型函数 |
| 2.2 TDLAS技术测量方法 |
| 2.2.1 直接吸收光谱技术 |
| 2.3 中红外激光波长选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 同轴扩散火焰仿真及ABEL重建模拟 |
| 3.1 同轴层流扩散火焰仿真 |
| 3.2 Abel变换及火焰温度与二氧化碳浓度重建 |
| 3.2.1 Abel变换基本原理 |
| 3.2.2 傅里叶分析方法Abel变换基本原理 |
| 3.2.3 火焰温度与二氧化碳浓度重建比较 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 实验装置及测量方法 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验测量方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 甲烷同轴扩散火焰TDLAS测量及结果讨论 |
| 5.1 甲烷同轴层流扩散火焰实验条件 |
| 5.2 甲烷同轴层流扩散火焰测量结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结及工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（10）星载温室气体探测IPDA激光雷达指标论证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 辐射强迫概述 |
| 1.1.2 二氧化碳浓度概述 |
| 1.1.3 二氧化碳是最主要的温室气体 |
| 1.1.4 二氧化碳的探测意义 |
| 1.1.5 二氧化碳数据精度要求 |
| 1.2 二氧化碳主要探测技术 |
| 1.2.1 全球二氧化碳同化数据库GLOBALVIEW-CO_2 |
| 1.2.2 地基激光雷达探测二氧化碳 |
| 1.2.3 星载被动探测技术 |
| 1.2.4 星载IPDA主动探测技术 |
| 1.3 论文研究内容和论文安排 |
| 第2章 星载IPDA探测原理及误差分析 |
| 2.1 IPDA激光雷达探测原理 |
| 2.2 误差分析方法 |
| 第3章 谱线分析和波长优化 |
| 3.1 黑体辐射定律 |
| 3.2 谱线线型和谱线增宽 |
| 3.3 权重函数分析以及谱线优化选择 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 激光雷达系统及载荷平台分析 |
| 4.1 发射单元 |
| 4.1.1 脉冲能量线宽 |
| 4.1.2 脉冲频率不稳定 |
| 4.1.3 光谱纯度和窄带滤波器的应用 |
| 4.1.4 脉冲能量精度 |
| 4.1.5 多普勒频移 |
| 4.2 接收系统 |
| 4.2.1 望远镜口径 |
| 4.2.2 散粒噪声 |
| 4.2.3 背景辐射噪声 |
| 4.2.4 探测器噪声 |
| 4.2.5 散斑干扰 |
| 4.3 载荷部分分析 |
| 4.3.1 空间分辨率 |
| 4.3.2 轨道选取 |
| 4.3.3 其他辅助数据 |
| 4.3.4 本章小结 |
| 第5章 大气传输和地表反射分析 |
| 5.1 大气传输过程 |
| 5.1.1 大气温压湿影响 |
| 5.1.2 大气路径长度修正 |
| 5.1.3 数值高程模型DEM |
| 5.1.4 云和气溶胶影响 |
| 5.2 地表反射误差分析及优化 |
| 5.3 星载角反射器IPDA方法 |
| 星载角反射器探测中的多普勒效应 |
| 角反射器的有效面积 |
| 积分路径长度修正 |
| 湍流影响 |
| 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文完成的主要工作 |
| 6.2 本论文的主要创新点 |
| 6.3 后续研究展望 |
| 附录A 星载激光雷达数据反演软件 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
| 参考文献 |
四、二氧化碳分子气体激光器（论文参考文献）
- [1]大气二氧化碳探测差分吸收激光雷达技术研究[D]. 刘豪. 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2015(06)
- [2]取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控[D]. 黄崟东. 国防科技大学, 2017(02)
- [3]差分吸收激光雷达探测二氧化碳柱浓度的数据处理与误差分析[D]. 章桦萍. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2019(03)
- [4]二氧化碳分子气体激光器[J]. 邓长儒,李祖瑾,李义美. 电子管技术, 1967(03)
- [5]基于TDLAS的CO2气体检测分析系统[D]. 罗淑芹. 哈尔滨工业大学, 2013(03)
- [6]气体激光器与激光混合气体[J]. 李志行,张军. 低温与特气, 2009(05)
- [7]近红外CO2精密分子光谱测量研究[D]. 张熙. 江苏大学, 2020(02)
- [8]食品挥发物的红外与激光光谱检测方法研究[D]. 矫雷子. 山西农业大学, 2019(07)
- [9]基于中红外激光吸收光谱的同轴扩散火焰温度场与CO2浓度场仿真与测量[D]. 张国勇. 上海交通大学, 2018(01)
- [10]星载温室气体探测IPDA激光雷达指标论证[D]. 马晖. 中国科学技术大学, 2018(10)