可调谐激光 3-1

基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统孙灵芳;于洪【摘要】为了提高环境气体监测精度,降低设备维护成本需求,设计了一种多组分气体同时或近同时在线检测系统.该系统基于TDLAS技术采用DFB可调谐激光测量气体浓度,能够实现760 nm O2和2 326 nm CO混合气体同时在线监测.设计发射单元、接收单元等模块,分析TDLAS可调谐激光检测、PID温度控制、锁相检测原理.结合火电厂烟道氧量浓度测试,对系统进行了验证.实验结果表明:与传统的工业气体测量装置相比,该系统能获得更高的精度、更快的响应速度以及良好的稳定性,适应恶劣环境能力强,具有较好的实用性及可行性.%In order to improve the accuracy of detecting the environmental gas in the industry and satisfy the requirement for reducing the equipment cost,a meanwhile online or nearly meanwhile on-line multi-component gas detection system was designed.Based on TDLAS technology,this system adopted the DFB tunable laser to detect the gas concentration.Moreover,it can also realize the online simultaneous detection of the mixed gas of 760 nm O2 and 2 326 nm CO.This paper designed and analyzed the modules such as transmitting unit and Receiving unit.TDLAS tunable laser detection,PID temperature control and principle of phase lock detection were analyzed.The system was verified through the test of flue oxygen concentration in the thermal power plant.According to the experimental result,comparing with the traditional industrial gas measuring device,this system has higher accuracy and faster response speed and goodstability,and has the strong ability to function in the harsh environment as well as the high applicability and feasibility.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P73-77)【关键词】光谱分析;多组分气体;锁相放大;正弦调制;谐波检测【作者】孙灵芳;于洪【作者单位】东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林 132012;东北电力大学节能与测控技术研究中心,吉林吉林 132012;东北电力大学自动化工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TP273可调谐半导体激光吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)利用分布反馈激光器(DFB)的窄线宽和波长调谐等特性来实现气体分子“指纹区”吸收谱线的扫描和测量,具有高灵敏度、高分辨率、响应速度快、适应恶劣环境强等优点[1]。

国家半导体激光标准规范1 远场光强分布在距离远远大于激光光源瑞利长度的接收面上得到的光强分布。

3.1.33 近场光强分布 Near field intensity distribution 激光器在输出腔面（AR面）上的光强分布。

3.1.34 近场非线性 Near field non-linearity热应力引起半导体激光器阵列或巴条中各个发光单元在垂直p-n结的方向上发生的位移，导致激光器阵列或巴条近场各个发光单元不在一条直线上，又称为"smile"效应。

3.1.35 偏振 Polarization半导体激光器是利用光波导效应将光场限制在有源区内，使光波沿着有源区层传播，并通过腔面输出，半导体激光器的偏振特性与电场和磁场两个空间变量有关，对于横向电场（TE）偏振光，只存在（Ey，Hx，Hz）三个分量，对于横向磁场（TM）偏振光，只存在（Ex，Ez，Hy）三个分量。

半导体激光器偏振特性优劣通常用偏振度来表征，偏振度为两种偏振态的光功率差与光功率和的比值，通常以百分比表示。

3.1.36 热阻 Thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，激光器产生1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。

2波长-温度漂移Wavelength-temperature shift半导体激光器稳定工作时，结温每升高1℃所引起的波长变化，单位是nm/K。

3.1.38 斜率效率 Slope efficiency激光器额定光功率的10％和90％对应的光功率差值△P与相应工作电流的差值△I的比值称为斜率效率。

3 光功率-电流曲线扭折 Optical power-current curve kink光功率-电流曲线上出现的非线性变化的拐点。

扭折表征了光功率与工作电流的线性关系的优劣。

4光输出饱和 Optical output saturation光输出饱和是指理想的线性响应光输出的跌落，表征激光器光输出效率下降。

光纤布拉格光栅传感器的一种波长解调方法张红霞;郑林;黄岑;刘琨;贾大功;刘铁根;张以谟【摘要】光纤布拉格光栅(FBG)经过中心波长解调,可实现对应变、温度等物理量的高精度传感检测.在光纤光栅传感中,如何检测中心波长的微小移位是传感解调的核心问题.为此,文中介绍了一种基于互相关原理的FBG中心波长解调方法.FBG的初始光谱和被调制后的受扰光谱形状相似,只是中心波长产生了漂移,通过对初始光谱与受扰光谱互相关值的解算,即可解调出中心波长的位移量.将实验结果与自相关法、功率加权法和最小二乘法等波长解调方法进行了对比,结果表明互相关方法可以有效地进行中心波长解调.%By demodulating the central wavelength, fiber Bragg grating(FBG)can be used for high precision detection in strain, temperature and other physical quantities. The key problem of this demodulation method is the detection of the slight shift of the central wavelength. In this paper, a FBG central wavelength demodulation algorithm based on cross-correlation is presented. The perturbed and undisturbed spectra of FBG have the similar form, except a slight shift of the central wavelength. By computing the cross-correlation between the perturbed and undisturbed spectrums, the slight shift of the central wavelength can be obtained. Compared with the auto-correlation algorithm, the weighted wavelength algorithm and the least squares algorithm, the cross-correlation algorithm can demodulate the central wavelength shift effectively in experiments.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2012(045)002【总页数】5页(P111-115)【关键词】光纤传感;光纤布拉格光栅;波长解调;互相关【作者】张红霞;郑林;黄岑;刘琨;贾大功;刘铁根;张以谟【作者单位】天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072;天津大学光电信息技术教育部重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN253光纤Bragg光栅(FBG)被广泛应用于各种条件下的传感测量．FBG传感器通过反射谱中心波长的位移来反映温度、应变等被测量的变化[1]．基于可调谐激光器[2-3]或者基于宽带光源结合可调谐滤波器[4-5]的解调系统，本质上都是应用扫描技术采集 FBG反射谱或透射谱的Bragg中心波长[6]来解调温度、应变等传感量．近年来，光纤光栅波长解调方法的研究一直是光纤光栅传感领域的研究热点．由于光纤光栅波长解调的优劣决定了检测范围、分辨率以及测量速度等，如何提高 FBG中心波长漂移量的检测精度是设计优良传感系统的关键之一．因此，采用合适的解调算法来精确计算FBG反射或透射光谱中心波长的位移成为需要解决的首要问题．目前，FBG波长解调的方法主要有功率加权法(weighted wavelength algorithm，WWA)[7]、最小二乘法(least squares algorithm，LSA)[8]、自相关(auto-correlation)法[9]和互相关(cross-correlation)法[10]等，笔者主要论述了一种基于互相关的解调算法，它通过计算受扰反射谱与未受扰反射谱的互相关值来确定其中心波长的位移．同时应用该方法对FBG的温度灵敏度进行了标定，补偿在应变测量中环境温度的影响．最后利用实验验证该算法的特性并与其他几种方法进行了比较．1 基本原理FBG传感器解调的基本原理是精确测量FBG反射谱的中心波长漂移量．测量之前先获得未受扰状态下FBG的反射谱，即初始光谱．设采样点数为N，则光谱序列为P (λi) ，i＝0，1，…，N−1．N 的大小为式中：λmax −λm in为光谱的扫描范围；δλ是扫描步长．设FBG的初始光谱为P (λi)，中心波长为λC；受温度或应变调制后受扰光谱为P ′(λi)，中心波长为．相对于初始光谱，受扰光谱中心波长发生了漂移[9]，即式中m为移位步数．用Δλ = m δλ表示受扰光谱与未受扰光谱中心波长移位量．利用式(2)计算受扰光谱与初始光谱之间的互相关值序列式中 jC是一个包含2N−1个元素的数列中的元素．等式假设超出P (λi )和P ′(λi)序号范围的值均为0．此外，由式(2)和式(3)可推出，互相关数列 C j的值是按高斯型分布的．位移量Δλ和受扰谱中心波长λC′可由式(4)求得，即式中 J表示高斯曲线取最大值处所对应的采样点数．可以看出λΔ与扫描步长δλ和J密切相关，选择合适的扫描步长以及对相关输出的序列进行高斯峰值拟合可有效提高检测精度．自相关法的基本原理是计算初始光谱和受扰光谱的相关函数A m =P(λi) P′(λi)，其中每个A是包含N个元素的向量，从每个向量中选取最大元素，重新组成新的数列，将该数列进行高斯拟合后即可得到中心波长的漂移量．功率加权法的基本原理是计算FBG反射波的波长对光功率的加权平均来定义其特征值，即计算中用特征值的漂移量代替中心波长的漂移量，选取合适的起始点和取点个数，使窗口中能够包含反射谱波形，求取取点窗口内n个脉冲点波长功率的加权平均即为反射波的特征值，从而解调出FBG反射波中心波长的漂移量．最小二乘线性拟合是根据最小二乘原理计算偏差平方和的最小值，确定线性拟合的最佳参数，从而解调出中心波长的漂移量．2 实验及数据处理FBG传感解调实验由光源、传感区和数据采集与处理3部分组成，实验系统如图1所示．图1 实验系统Fig.1 Experimental configuration实验系统表示，超辐射激光二极管(SLD)光源发出的激光经过 3,dB耦合器后进入FBG阵列中．从FBG反射回来的光再次通过 3,dB耦合器，经过Fabry-Perot(F-P)可调谐光滤波器对波长扫描后，由InGaAs光电探测器接收，并将采集到的数据经由数据采集(DAQ)设备传输到计算机以进行数据处理和显示．其中 SLD光源中心波长为 1,550,nm，3,dB带宽为 40,nm；F-P可调谐波长范围为 1,520,nm～1,620,nm，自由光谱范围(FSR)为 108,nm，3,dB 带宽为 10,pm；光电探测器自带温控设备，波长响应为800,nm～1,700,nm，噪声等效功率(NEP)小于1.5× 1 0- 14 W/；可调谐光滤波器由DAQ数据采集卡驱动．2.1 FBG温度标定测量采用图 1所示系统，只使用 1个中心波长为1,528,nm的FBG传感器．将该FBG 置于恒温箱中，温度从30,℃升至70,℃，每次变化1,℃．每次升温后，利用LabVIEW 数据采集程序记录各温度下的反射谱．出于标定的目的，将各温度下的反射谱作为受扰谱，而其对应的高斯拟合作为理想的未受扰谱．利用互相关算法，求得各温度下反射谱的中心波长值．在坐标系上利用互相关法得到FBG的标定结果，如图2所示．图2 互相关法标定结果Fig.2 Calibration results for cross-correlation algorithm由图 2可知，FBG的中心波长与温度成线性关系，通过比较线性拟合方差大小，可以判断 FBG温度敏感性的好坏．其中直线的斜率表示 FBG传感器的温度敏感系数，同时计算0,℃时 FBG的中心波长，将实验数据用几种不同方法处理后进行了对比，结果如表1所示．表1 标定结果比较Tab.1 Comparison of calibration results算法互相关法WWA自相关法LSA直线斜率/(pm·(℃)−1) 波长/nm 方差/pm2 9.41 9.45 9.42 11.40 1 528.037 1 528.032 1 528.042 1 528.016 7.26 13.81 7.28 3 826.44由表 1可知，互相关算法与功率加权法、自相关法所得出的结果基本相同．而最小二乘法所得到的大方差值表明该解调算法的抗噪声能力远低于其他算法．2.2 FBG应变测量采用图1所示系统，4个FBG串接在 1根光纤上，分别标记为 FBG1、FBG2、FBG3和 FBG4．实验过程中选用的4个FBG中心波长分别为1,521,nm、1,527,nm、1,533,nm和1,539,nm，FBG的3,dB带宽约为0.2,nm．实验中，把具有最高反射功率的 FBG4作为传感系统的温度补偿光栅，以抵消环境温度浮动带来的影响．实验过程中，SLD光源出射的激光经过FP可调谐光滤波器，在1,520,nm～1,542,nm范围内扫描整个传感系统，得到4个FBG的反射谱(见图3)．图3 4个FBG的反射谱Fig.3 Reflected spectra of four FBGs利用LabVIEW程序控制F-P可调谐光滤波器进行重复扫描，记录每个扫描行程的反射谱．通过分析应变变化量，即标准差，便可得到算法的解调精度．分别计算FBG1～FBG3的应变量，其标准差可说明解调算法的优劣，标准差越小，解调算法越好．数据处理过程中，将第1个扫描行程的反射谱作为未受扰谱，与其他反射谱按互相关方法做解调运算．实验中通过设置窗口来决定反射谱上每次有多少采样点参与互相关运算，同时用 LabVIEW 程序控制窗口随着 FBG反射谱的微小位移而移动．将窗口大小从1,600,pm 逐步缩小至 100,pm，每次变化 100,pm，分别计算 FBG1～FBG3应变量的标准差，所得结果如图4所示．图4 应变标准差与窗口大小的关系Fig.4 Variation of standard deviation of strain resolution with wavelength window width由图 4可知，当窗口宽度设置在 300,pm～1,600,pm范围内时，互相关算法的解调精度浮动较小．当该宽度趋近FBG的3,dB带宽(200,pm)时，该算法的解调精度开始恶化．所以，在窗口宽度接近或小于FBG的3,dB带宽的情况下，该算法无法准确计算中心波长的位移．实验中设定所选窗口宽度为1,500,pm，扫描步长从5,pm增加到75,pm，每次变化5,pm，分别计算FBG1～FBG3应变量的标准差，所得结果如图5所示．由图5可知，扫描步长对应变标准差的影响较明显，当扫描步长大于 35,pm后，应变标准差出现明显波动，无法保证解调精度．因此，控制 F-P可调谐光滤波器的扫描步长在35,pm之内，则互相关算法仍可以保持较高的解调精度．从图 4、图 5中可以看出，FBG1与FBG2的应变标准差的测量结果比较接近，而FBG3的测量结果明显优于FBG1和FBG2，因此FBG3的稳定性更好．图5 应变标准差与扫描步长的关系Fig.5 Variation of standard deviation of strain resolution with wavelength step在精度测量实验中，笔者从应变标准差、窗口大小、扫描步长和解调速度4个方面，将互相关法、功率加权法和最小二乘法进行了比较，结果如表2所示．由表2可知，3种方法在应变标准差上的解调精度相当，而在其他 3项的比较中各有优劣，因此可以根据不同的应用环境选择不同的解调算法．表2 几种解调算法的比较Tab.2 Comparison of different demodulation algorithms算法 FBG1 FBG2 FBG3 窗口大小/pm应变标准差/με互相关法 1.9 1.7 0.6 ＞300 WWA 2.0 1.5 0.5 ＞600 LSA 3.0 1.0 0.5 —扫描步长/pm 解调速度＜35 慢＜80 快＜100 慢3 结语介绍了一种基于互相关原理的光纤布拉格光栅传感器的解调算法，温度灵敏度标定实验显示，与其他算法相比，该算法具有最佳的抗噪声能力．应变测量实验显示，该算法在高反射率 FBG和低反射率FBG的应变传感精度分别达到了0.6,με和1.9,με，具有一定的优势，同时分析了窗口宽度和扫描步长对解调精度的影响．结果表明，该算法可以准确、高效地检测 FBG反射谱中心波长的漂移．利用互相关原理的波长解调算法不仅可以应用于与本系统相似的扫描光谱式的光纤传感系统，也可应用于其他 FBG传感系统中进行动态温度或应变传感．【相关文献】［1］ Kersey A D，Davis M A，Patrick H J，et al. Fiber grating sensors[J]. Journal of Lightwave Technology，1997，15(8)：1442-1463.［2］ Ball G A，Morey W W，Cheo P K. Fiber laser source/analyzer for Bragg grating sensor array interrogation[J]. Journal of Lightwave Technology，1994，12(4)：700-703. ［3］ Yan Lianshan，Yi Anlin，Pan Wei，et al. A simple demodulation method for FBG temperature sensors using a narrow band wavelength tunable DFB laser[J]. IEEE Photonics Technology Letters，2010，22(18)：1391-1393.［4］ Kersey A D，Berkoff T A，Morey W W. Multiplexed fiber Bragg grating strain-sensor with a fiber Fabry-Perot wavelength filter[J]. Optics Letter，1993，18(6)：1370-1372.［5］ Allan W R，Graham Z W，Zayas J R，et al. Multiplexed fiber Bragg grating interrogation system using a microelectromechanical Fabry-Perot tunable filter[J].IEEE Sensors Journal，2009，9(8)：936-943.［6］李智忠，孙崇峰，杨华勇，等. FBG中心波长的可调谐光源法检测中光强起伏研究[J]. 光电子·激光，2005，16(4)：413-417.Li Zhizhong，Sun Chongfeng，Yang Huayong，et al.Study on optical power fluctuation measurement in FBG center wavelength detecting with tunable laser[J]. Journal of Optoelectronics·Laser， 2005 ， 16(4) ： 413-417(in Chinese).［7］井文才，王光辉，刘琨，等. 功率加权法用于光纤Bragg光栅特征波长检测[J]. 光电子·激光，2007，18(9)：1022-1025.Jing Wencai，Wang Guanghui，Liu Kun，et al. Application of weighted wavelength algorithm on the demodulation of a fiber Bragg grating optical sensing system[J].Journalof Optoelectronics·Laser，2007，18(9)：1022-1025(in Chinese).［8］董海，井文才，刘琨，等. 一种光纤 Bragg光栅波长移位量的计算方法[J]. 光电子·激光，2007，18(2)：144-146.Dong Hai，Jing Wencai，Liu Kun，et al. A calculating method for obtaining the wavelength shift of fiber Bragg grating[J]. Journal of Optoelectronics·Laser，2007，18(2)：144-146(in Chinese).［9］ Caucheteur C，Chah K，Lhommé F，et al. Autocorrelation demodulation technique for fiber Bragg grating sensor[J]. IEEE Photonics Technology Letters，2004，16(10)：2320-2322.［10］ Huang Cen，Jing Wencai，Liu Kun，et al. Demodulation of fiber Bragg grating sensor using cross-correlation algorithm[J]. IEEE Photonics Technology Letters，2007，19(9)：707-709.。

BBO晶体简介•产品详细介绍作为一种优越的电光材料，BBO晶体常被用作波长在200nm到2500nm的高功率激光系统中。

Z切的BBO 晶体，在镀增透膜和电极镀金后，可用于持续波二极管泵浦Nd:YAG激光器的调Q器件，产生高功率的能量输出。

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智和弘盛BBO晶体的特性：可实现相位匹配的波段范围宽（409.6—3500nm）可透过波段范围宽（190—3500nm）倍频转换效率高(相当于KDP晶体的6倍）光学均匀性好高损伤阈值（100ps脉宽的1064nm10GW/cm^2）温度接收角宽（55℃左右）智和弘盛提供的服务1. 严格的质量控制2. 可提供晶体长度从0.02mm--25mm,尺寸可达到15X15X15mm.3. 可提供晶体的镀膜(保护膜,增透膜)和重抛镀业务,并可提供支架4. 备货充足晶体结构Trigonal, space group R3c单孢参数a=b=12.532Å,c=12.717Å熔点~1095℃莫氏硬度 4密度 3.85 g·cm-3热传导系数 1.2 W·m-1·K-1 (┴c); 1.6 W·m-1·K-1 (//c)基本特性BBO晶体的光学和非线性光学特性透过波段190nm-3500nm可实现相位匹配的波段范围宽409.nm6-350 nm (Type I); 525nm-3500nm (Type II )热光系数dno/dT=-16.6×10-6; dne/dT=-9.3×10-6吸收系数<0.1%/cm @1064nm; <1%/cm @532nm接受角0.8 mrad·cm-1 (θ,Type I, 1064 SHG的有效倍频。

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衰减激光的若干种方法包括：
1. 吸收衰减：
- 使用光学衰减器，如固态衰减器、液体衰减器或气体衰减器，这些设备可以吸收部分入射激光的能量，从而降低输出功率。

2. 反射衰减：
- 通过调整反射镜的反射率，使部分激光能量被反射而不是传输。

这可以通过使用半透半反镜或者可调谐反射镜来实现。

3. 散射衰减：
- 利用散射介质（如雾、烟雾或特殊的散射材料）来分散激光能量，使得激光强度降低。

4. 分束衰减：
- 使用分束器将激光能量分成两部分或多部分，只保留一部分能量进行传输，其余部分被旁路或吸收。

5. 脉冲调控：
- 如果激光是脉冲式的，可以通过调整脉冲宽度、重复频
率或占空比来改变激光的平均功率。

6. 电子控制：
- 对于某些激光系统，可以通过电子控制系统调节激光器的驱动电流或电压，间接改变激光输出功率。

7. 光纤衰减：
- 在光纤通信中，可以使用专门的光纤衰减器来减少光信号的强度。

8. 滤波衰减：
- 使用特定的光学滤光片，只允许特定波长的光通过，其他波长的光被吸收或反射，从而达到衰减的效果。

在实际应用中，选择哪种衰减方法取决于具体的应用需求、激光的类型和波长、所需的精度以及系统的整体设计。

同时，需要注意的是，过度衰减可能会导致激光质量下降、热效应增加或者稳定性变差等问题，因此需要合理控制衰减程度。

Cr 4+:Y AG 固体激光器可调谐的研究余先伦1,2,宋明成1,罗映祥1,杨伯君2,于　丽21.重庆三峡学院物理与电子工程学院,重庆万州404000;2.北京邮电大学理学院,北京100876提要:锁模固体C r 4+:Y AG 激光器可调谐输出其激光波长,深入分析了可调谐C r 4+:Y AG 固体激光器的基本原理和方法,对比分析研究了几种典型的C r 4+:Y AG 固体激光器可调谐技术方法,Cr 4+:Y AG 固体激光器调谐输出的激光波长在光纤的低损耗区,是未来光纤通信和量子通信中的理想光源。

关键词:激光技术;C r 4+:Y AG 激光器;调谐中图分类号:TN 248.1 文献标识码:A 文章编号:0253-2743(2006)05-0047-02The anal ysis of t uning technique in the sol id -sta te Cr 4+:YAG la serY U Xian -lun 1,2,S ONGMing -cheng 1,LU O Y ing -xiang 1,Y A NG B o -jun 2,Y U Li 21.Department of P hysics and Elect ronics Engineeri ng ,the C hongqing Three G orges Univers it y ,W anzhou ,Chongqing 404000,China;2.Department of P hysics ,S chool of Science ,B eijing Univers ity of P os t s and T elec om m uni cations ,Beijing 100876,ChinaAbstract :The output wavelength in the m ode -locked s olid -s tate C r 4+:Y AG laser could be tuned.T he m ethod and t he principle of t he tuning wavelengthin t he s olid -s tate C r 4+:Y AG las er i s deepl y di s cuss ed ,the t uned m et hods of s ome typi cal C r 4+:Y AG las er experim ents are contrasted.T he out p ut wavelengthof the C r 4+:Y AG laser i s the lower l oss region of fiber and it is t he ideal optical s ource in the fi ber com m unicati on and the quantum com munication.K ey w ords :laser technique ;C r 4+:Y AG laser ;t uning收稿日期65基金项目自然科学基金项目(638)和重庆市教委项目计划(K 5)资助。

第49卷第11期V ol.49N o.ll红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2020年11月Nov. 2020绿光泵浦的黄光波段可调谐窄线宽光学参量振荡器张鹏泉\项铁铭”，史屹君2(1.杭州电子科技大学电子信息学院，浙江杭州310018;2.天津可宏振星科技有限公司，天津300192)摘要：为实现波长可调谐的窄线宽黄光波段激光输出，设计搭建了以倍频声光调QNd:YAG激光器 的532 nm脉冲绿光输出为泵浦源、以II类相位匹配磷酸钛氧钾（KTP)晶体为非线性介质的折叠腔光 学参量振荡器（OPO)。

首先产生腔内振荡的近红外可调谐闲频光，在此基础上基于LBO晶体I类非 临界相位匹配方式对OPO的闲频光进行内腔倍频，得到波长调谐范围587.2〜595.2 nm的黄光波段输 出。

为改善OPO光谱特性，在OPO闲频光谐振腔内插入熔融石英标准具，有效压缩了 OPO输出黄光 的光谱线宽。

绿光泵浦源脉冲重复频率10 kHz、平均功率24.0 W下在波长591.2 nm处获得了最高黄 光输出功率2.89 W，光束质量因子A/2=3.4,从532 nm泵浦光到黄光输出的转换效率为12.0%，脉冲宽 度37 ns,对应峰值功率7.8 kW。

此时黄光光谱半高全宽为0.15 nm，相比未在OPO腔内插入标准具自 由运转状态下的光谱得到明显改善。

关键词：光学参量振荡器；可调谐激光；窄线宽激光中图分类号：TN248.1 文献标志码：A DOI：10.3788/IRLA20200275Green pumped yellow wavelength tunable narrow linewidthoptical parametric oscillatorZhang Pengquan1,Xiang Tieming1*,Shi Yijun2(1. School of Electronics and Information, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China;2. Tianjin Bright Star Technology Co., LTD, Tianjin 300192, China)Abstract:A pulsed optical parametric oscillator(OPO)was demonstrated for the purpose of wavelength-tunable yellow output with narrow spectral line width.The OPO pumped by the green output of an acousto-optic Q-switched Nd:YAG used a type II phase-matched KTi0P04(KTP)crystal as the nonlinear gain medium and a folded cavity arrangement.The OPO was designed to have the idler wave tunable in near infrared oscillated in the cavity,which was further frequency doubled to generate the wavelength-tunable yellow output by using a LiB305(LBO)crystal with type I non-critical phase matching scheme.A fused silica etalon was inserted in the idler wave cavity to narrow the idler wave and the resultant yellow spectral line width.The wavelength of the yellow output obtained could be tuned over587.2-595.2 nm,within which the maximum average output power of 2.89 W was obtained at 591.2 nm,under an incident average green pump power of24.0 W.The beam quality factor M2was 3.4.The conversion efficiency from the green pump to the yellow output was 12.0%. The pulse width at the maximum output power was37 ns,and the peak power was 7.8 kW.The spectral line width of the yellow output was0.15 nm,which was narrowed effectively compared with that without etalon in the OPO cavity. Key words:optical parametric oscillator;tunable laser;narrow linewidth laser收稿日期:2020-06-15;修订日期:2020-07-11作者简介:张鹏泉（1976-)，男，正高级工程师，硕士，主要从事光电信号探测和对抗方向的研究工作。

可调谐半导体激光器的发展及应用郝秀晴;陈根祥【摘要】如今可调谐半导体激光器的技术日益成熟,其在光通信网络的应用逐渐增加.通过介绍几种常见可调谐半导体激光器的原理及性能,阐述了其在国内外的发展现状;在此基础上指出目前供应商对通信光源的具体需求,从而为今后可调谐激光器的发展指明了方向,最后进一步对其市场应用前景进行了展望.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2010(034)011【总页数】4页(P4-7)【关键词】可调谐半导体激光器;光纤通信;调谐原理【作者】郝秀晴;陈根祥【作者单位】北京交通大学,光波技术研究所,北京,100044;北京交通大学,光波技术研究所,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】TN3650 引言随着各种新兴技术特别是波分复用（wavelengthdivision multiplexing,WDM）技术等在光通信领域中的广泛应用，使得人们对作为通信光源的激光器提出了更高的要求。

如果采用传统的固定波长激光器来产生相应频率的光，不但需要封装多个激光器，使光源的体积变得很大，而且还会增加光通信网络的成本，限制了光网络的扩展及网络的灵活性[1]。

通过引入可调谐半导体激光器，不仅可有效节省波分复用系统转换器，减少激光器以及其他模块的数量，还可有效降低光通信网络成本，改进光网络的功能性，并且还能提供动态波长,控制网络流量，自动恢复波长等功能[2]。

1 可调谐半导体激光器发展现状到目前为止，可调谐激光器已发展出多种基于不同理论模型的实现方式，但其基本组成结构大致相同，主要包括具有有源增益区和谐振腔的激光器、改变和选择波长的可调装置以及稳定输出波长装置三个部分组成。

通过直接或间接地改变激光器谐振腔的光学长度，使其中的谐振模式产生微小的变化，再通过选频元件选择出相应频率的光。

其中能在较宽波长范围内产生激光的半导体有源区是必不可缺的，如今半导体有源区大多都采用多量子阱（multiple quantum well,MQW）结构，只要注入半导体内的电流足够大,量子阱结构便能够在很宽的频谱范围内产生光增益[3]。

辐射定标的新型参考光源技术郑小兵;袁银麟;徐秋云;吴浩宇;张伟;邹鹏;李健军【摘要】参考光源是辐射定标系统中的关键设备之一.近年来不同光谱分辨率、不同工作方式光电探测器的发展,需要参考光源在具备稳定性、均匀性等基本特性的同时,能够实现光谱匹配、大动态范围调节和宽波段精细扫描等新的功能.结合以LED为发光单元的可调光谱参考光源和利用宽调谐激光器的单色面光源技术,介绍了新型参考光源的设计、主要性能和部分前期的应用效果.新型参考光源可以与近年发展起来的基于探测器的标准传递技术相结合,在保障和提高绝对定标精度的同时,满足特定的定标技术要求.%Reference light sources are key devices in a radiometric calibration system. To meet the calibration requirements of recently developed opto-electronic sensors with various spectral resolutions and operation modes, reference light sources are required to possess new functions such as spectral match, large dynamic adjustment range, fine scanning in wide spectrum, as well as the basic features such as high stability and uniformity. This paper gives a brief introduction of the design features, main performances and initial applications of a spectrally adjustable light source based on LED modules and a wide spectrum tunable monochromatic planar light source based on tunable lasers. Incorporated with detector-based transfer standards, these new reference light sources can meet specific calibration requirements and improve absolute calibration accuracy.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】8页(P101-107,147)【关键词】辐射度学;辐射定标;参考光源;光谱辐亮度【作者】郑小兵;袁银麟;徐秋云;吴浩宇;张伟;邹鹏;李健军【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所中科院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】TP731引言辐射定标的目的是确定光电探测器与已知入射辐射特性的定量化关系，参考光源是辐射定标系统中不可缺少的关键设备。

第1篇实验目的：本次实验旨在探讨光谱检测技术在医学领域的应用，通过实验验证光谱检测技术在生物样本分析中的准确性和可行性。

实验主要针对细胞样本中的特定分子进行检测，以期为临床诊断提供新的技术支持。

实验材料：1. 细胞样本：人前列腺癌细胞（PC-3）和正常细胞（HEK293）；2. 昕甬智测可调谐中红外激光模块；3. 过氧亚硝酸根光谱探针；4. 拉曼光谱仪；5. 光谱数据处理软件；6. 其他试剂和仪器。

实验方法：1. 样本制备：取人前列腺癌细胞和正常细胞，分别用PBS缓冲液洗涤后，用酶消化法进行细胞裂解，收集细胞裂解液；2. 光谱检测：将细胞裂解液分为两组，分别进行中红外光谱检测和拉曼光谱检测；a. 中红外光谱检测：采用昕甬智测可调谐中红外激光模块作为光源，对细胞裂解液进行中红外光谱扫描，波长范围为7000-1200 cm-1；b. 拉曼光谱检测：采用拉曼光谱仪对细胞裂解液进行拉曼光谱扫描，波长范围为1000-1800 cm-1；3. 数据处理与分析：采用光谱数据处理软件对中红外光谱和拉曼光谱数据进行处理，包括基线校正、平滑处理、归一化处理等，并进行特征峰提取和定量分析；4. 结果比较：将中红外光谱和拉曼光谱检测结果与已知细胞类型进行比对，分析光谱特征与细胞类型的关联性。

实验结果：1. 中红外光谱检测结果：中红外光谱检测结果显示，人前列腺癌细胞和正常细胞在特征峰位置和峰强上存在显著差异。

其中，前列腺癌细胞在1710 cm-1处出现特征峰，而正常细胞则没有；2. 拉曼光谱检测结果：拉曼光谱检测结果显示，人前列腺癌细胞和正常细胞在特征峰位置和峰强上同样存在显著差异。

其中，前列腺癌细胞在1590 cm-1和1020 cm-1处出现特征峰，而正常细胞则没有；3. 结果比较：将中红外光谱和拉曼光谱检测结果与已知细胞类型进行比对，发现两种光谱技术均能准确区分人前列腺癌细胞和正常细胞。

实验结论：本次实验结果表明，光谱检测技术在医学领域具有广泛的应用前景。