当前位置:主页 > 科技论文 > 仪器仪表论文 >

32通道光纤阵列式高灵敏飞秒激光光谱分析仪

发布时间:2018-01-12 10:03

  本文关键词:32通道光纤阵列式高灵敏飞秒激光光谱分析仪 出处:《光电子·激光》2015年01期  论文类型:期刊论文


  更多相关文章: 光纤阵列 光谱分析仪(OSA) 锁相放大器 多通道同步检测 飞秒时间分辨光谱


【摘要】:针对飞秒激光光谱学研究中对微弱光信号的多通道光谱分析的需求,提出了一种32通道光纤阵列-锁相放大光谱分析仪(OSA)设计方案。32通道光纤阵列用于传输线型分布光谱信号,经光电探测器(PD)转换的电信号由32通道同步数字锁相放大器进行处理。基于现场可编程门阵列(FPGA)设计的32通道同步数字锁相放大器,实现了各路独立的微弱光谱信号同时检测功能。针对飞秒激光光谱测量中重复频率为1kHz的强干扰,设计1kHz陷波器,提高信号测量的动态范围。设计的OSA的测量光谱范围为400~1100nm,通道光谱间隔为4nm。实验结果表明:32通道光纤阵列OSA的通道隔离度大于80dB,输入光噪声密度为37.9fW/i酘z,各通道极限检测灵敏度可达18.9fW,动态储备达到120dB。应用于飞秒时间分辨荧光光谱测量,对超荧光干扰抑制效果明显,同时极大地提高了测量灵敏度并缩短动力学测量时间至6 min。本文实现的OSA具有灵敏度高、体积小和性价比高等优点,适用于对微弱光谱信号的高灵敏与快速检测分析。
[Abstract]:The multichannel spectral analysis of weak light signals is required in femtosecond laser spectroscopy. This paper presents a design scheme of 32-channel fiber array-phase-locked amplified spectrometer (OSA). The 32-channel fiber array is used for transmission line distributed spectral signal. The electrical signal converted by the photodetector is processed by the 32 channel synchronous digital phase-locked amplifier, and the 32 channel synchronous digital phase-locked amplifier is designed based on FPGA (Field Programmable Gate Array). All independent weak spectral signals can be detected simultaneously. A 1kHz notch filter is designed for the strong interference of 1kHz repetition rate in femtosecond laser spectral measurement. The dynamic range of signal measurement is improved. The measured spectral range of the designed OSA is 400 ~ 1100nm. The spectral interval of the channel is 4 nm. The experimental results show that the channel isolation of the OSA is greater than 80 dB, and the input optical noise density is 37.9 fW / Iz. The limit detection sensitivity of each channel can reach 18.9 fW and the dynamic reserve reaches 120 dB. It has been applied to femtosecond time-resolved fluorescence spectrum measurement and has obvious effect on suppressing superfluorescence interference. At the same time, the measurement sensitivity is greatly improved and the kinetic measurement time is shortened to 6 mins. The OSA realized in this paper has the advantages of high sensitivity, small volume and high performance-to-price ratio. It is suitable for high sensitive and fast detection and analysis of weak spectral signals.
【作者单位】: 大连理工大学物理与光电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51277021,61137005);国家自然科学青年科学基金(61307105)资助项目
【分类号】:TH744.5
【正文快照】: 1引言在飞秒激光光谱、拉曼光谱和荧光光谱测量等领域的研究中,需要利用光学多通道同步测量技术得到光谱分布信息[1,2]。在信号光极其微弱的情况下,信号往往被淹没在背景噪声中,采用CCD光谱分析仪(OSA)进行长时间积分测量[3,4],不仅响应速度慢,也难以获得令人满意的信噪比。在

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 阎嫦玲;鲁平;刘德明;向思桦;;与光纤阵列耦合的微透镜阵列设计与损耗分析[J];光电子·激光;2006年09期

2 唐君;裴为华;鲁琳;刘丰满;陈弘达;;40 Gbit/s高速并行12信道光接收模块的研制[J];光电子.激光;2011年08期

3 陈明;肖江南;陈林;曹子峥;陈杰;吴限;严光文;;基于FPGA的实时光OFDM发射机的研究[J];光电子.激光;2013年01期

4 王巍;武逶;白晨旭;冯其;冯世娟;王振;曹阳;;硅PIN光电探测器阵列的串扰分析[J];半导体光电;2013年01期

5 李素文;韦民红;戴海峰;王江涛;李鹏飞;;基于QE65000光谱仪和DOAS的大气痕量气体浓度测量[J];光电子.激光;2014年05期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 李仕春;华灯鑫;宋跃辉;王鹏;;全光纤拉曼激光雷达的微透镜耦合系统研究[J];光学学报;2011年06期

2 李仕春;华灯鑫;宋跃辉;田小雨;;基于非球面透镜的空间光场光纤耦合系统研究[J];光子学报;2012年09期

3 朱波;汶德胜;王飞;;改进的Bayer插值算法及其硬件实现[J];光电子.激光;2013年06期

4 丁杰;李毅;王锋;覃源;梁倩;严梦;方宝英;王晓华;佟国香;陈少娟;陈建坤;袁文瑞;郑鸿柱;;大内径离轴光纤旋转连接器的设计与实现[J];光电子.激光;2013年11期

5 史晓凤;程翔;陈朝;李继芳;颜黄苹;潘江炳;范程程;;用于塑料光纤通信的Si基单片集成光接收芯片的研制[J];光电子.激光;2013年11期

6 王艳超;王召巴;王志斌;黄艳飞;;双弹光调制器动态耦合及控制的一种新方法[J];光电子.激光;2014年01期

7 郭增笑;谢生;付友;毛陆虹;康玉琢;张世林;;基于标准BiCMOS工艺的1.5 Gbit/s调节型共源共栅光接收机[J];光电子.激光;2014年01期

8 李华;朱波;;改进的联合去马赛克与放大算法及其硬件实现[J];光电子.激光;2014年01期

9 单少杰;刘国军;李特;魏志鹏;郝永琴;冯源;;用于高速数据传输的并行光发射组件的研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2014年01期

10 汪敏;虞礼辉;冯俊飞;傅磊;徐朝星;张洛玮;宋英雄;;基于异步时钟的高速实时光OFDM收发系统[J];上海大学学报(自然科学版);2013年03期

相关硕士学位论文 前5条

1 白春;高速率有源光缆的设计与实现[D];上海交通大学;2011年

2 葛海波;LD光纤耦合及其泵浦的被动调Q锁模激光特性研究[D];山东大学;2010年

3 单少杰;用于十二通道并行光发射模块的VCSEL制备工艺研究[D];长春理工大学;2014年

4 刘懿;OFDM光纤传输系统性能研究[D];湖南科技大学;2013年

5 王东明;信道编码在光正交频分复用中的应用研究[D];天津理工大学;2014年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张君和;;提高光电二极管光/暗电流比值的途径[J];半导体光电;1991年03期

2 郝国强,张永刚,刘天东,李爱珍;InGaAs PIN光电探测器的暗电流特性研究[J];半导体光电;2004年05期

3 盛丽艳,韩德俊,张秀荣,田晓娜,王传敏,杜树成,谢凡,王光甫;带保护环结构的条形X光阵列探测器[J];半导体学报;2003年02期

4 谢品华,刘文清,付强,王瑞斌,刘建国,魏庆农;Intercomparison of NO_x, SO_2, O_3, and Aromatic Hydrocarbons Measured by a Commercial DOAS System and Traditional Point Monitoring Techniques[J];Advances in Atmospheric Sciences;2004年02期

5 李素文;刘文清;谢品华;李昂;秦敏;窦科;;Measurements of Nighttime Nitrate Radical Concentrations in the Atmosphere by Long-Path Differential Optical Absorption Spectroscopy[J];Advances in Atmospheric Sciences;2007年05期

6 陈雄斌;刘丰满;刘博;唐君;陈弘达;;基于STM-64的甚短距离并行光传输系统[J];光电子.激光;2008年08期

7 刘丰满;陈雄斌;刘博;杨宇;陈弘达;;40 Gb/s甚短距离并行光传输信号格式转换模块实现[J];光电子.激光;2009年03期

8 肖新东;毛陆虹;余长亮;张世林;谢生;;1Gb/s CMOS调节型共源共栅光接收机[J];光电子.激光;2010年04期

9 周志文;贺敬凯;王瑞春;李成;余金中;;SOI基垂直入射Ge PIN光电探测器的研制[J];光电子.激光;2010年11期

10 陈虹先;李凡;肖江南;曹子峥;余建军;陈罗湘;陈林;;基于压扩变换的直接检测O-OFDM系统的实验研究[J];光电子.激光;2011年07期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;光谱分析仪[J];激光技术;2003年04期

2 谭建军;红外光谱分析仪温度漂移的软件补偿法[J];电讯技术;2004年06期

3 姜晓梅;光谱分析仪智能化测控系统的研究[J];长春师范学院学报;2005年09期

4 李德生;;研制光谱分析仪探讨[J];计量与测试技术;2006年04期

5 王鹏;;电感耦合等离子体光谱分析仪简介[J];西北地质;2010年02期

6 曹珊;;X荧光光谱分析仪简介[J];西北地质;2010年02期

7 ;兰州石化在线光谱分析仪应用成功[J];现代科学仪器;2011年05期

8 ;兰州石化在线光谱分析仪应用成功[J];分析仪器;2011年06期

9 高国华;;光谱分析仪的工作原理及其故障排除[J];热处理;2012年06期

10 周志伟;;便携式直读光谱分析仪的操作技巧[J];金属加工(冷加工);2013年14期

相关会议论文 前10条

1 韩莲娜;张宏伟;;X-荧光光谱分析仪的应用和管理[A];第二届水泥X射线应用技术(培训)交流大会论文集[C];2009年

2 彭媛;;X荧光光谱分析仪在材质管控上的应用[A];中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C];2010年

3 王伟琦;王平;张钶;汤浩波;;荧光光谱分析仪疑难故障排除过程的解析和思考[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年

4 张军;陈星旦;;温度测量型近红外光谱分析仪的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

5 高晓明;曹振松;谈图;邓伦华;李百祥;张为俊;龚知本;;高分辨率、高灵敏度大气分子吸收光谱分析仪的研制[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年

6 修连存;郑志忠;俞正奎;黄俊杰;;便携式近红外光谱分析仪[A];“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料四——“十五”地质行业重要地质科技成果资料汇编[C];2006年

7 王鹏;;电感耦合等离子体光谱分析仪简介[A];陕西地球物理文集(九)[C];2010年

8 曹珊;;X荧光光谱分析仪简介[A];陕西地球物理文集(九)[C];2010年

9 张惠;臧恒昌;姜玮;;微型近红外光谱分析仪发展概述[A];2013年中国药学大会暨第十三届中国药师周论文集[C];2013年

10 罗文建;;红外光谱分光及光/电变换接收技术[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前7条

1 本报记者 卫新华 实习生 王夏媛;神奇的微型光谱分析仪[N];重庆日报;2004年

2 靳婷婷 月航;江技师建我市首个贵金属分析实验室[N];常州日报;2011年

3 刘春;首矿质量检验中心荧光分析自动传输系统成功上线[N];世界金属导报;2007年

4 记者  王俊鸣;澳大利亚找到安全探测放射性矿藏新方法[N];科技日报;2006年

5 宗宝泉;水泥生产质量分析控制“土设备”取代“洋设备”[N];科技日报;2004年

6 记者 郑晓春;英将参加新生命探测计划[N];科技日报;2000年

7 记者 杨骏;火星上可能有微生物在释放水蒸气和甲烷[N];新华每日电讯;2004年

相关硕士学位论文 前8条

1 贺永亮;一种高性能光谱分析仪的设计方案[D];合肥工业大学;2006年

2 陈海滨;荧光相关光谱分析仪的硬件系统设计[D];上海交通大学;2013年

3 汪定军;荧光相关光谱分析仪的硬件采集系统设计[D];上海交通大学;2009年

4 夏日辉;基于CCD的数字光谱分析仪的研究[D];长春理工大学;2010年

5 陈晓超;多接口独立型光谱仪测控分析通信软件设计[D];吉林大学;2013年

6 张银桥;谷物品质近红外光栅光谱分析仪关键部件的研制[D];中国农业机械化科学研究院;2009年

7 李宁宁;用于生化分析的小型光谱仪的研发[D];郑州大学;2011年

8 朱韧;近红外在线光谱分析仪的研制[D];浙江大学;2008年



本文编号:1413761

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/1413761.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户aecc2***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com