可調(diào)諧激光二極管吸收光譜譜線畸變校正及數(shù)字調(diào)理技術(shù)研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的全球化，能源與環(huán)境問(wèn)題也日益突出。提高能源利用效率和控制污染氣體的排放逐漸成為了世界的共識(shí)，監(jiān)測(cè)污染氣體的排放是治理改善的前提，可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)最具代表性，但它也存在的問(wèn)題是二次諧波畸變和未實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化調(diào)理。針對(duì)這一問(wèn)題本文主要目的是研究可調(diào)諧激光二極管吸收光譜儀器中殘余光強(qiáng)幅度調(diào)制對(duì)諧波探測(cè)和全數(shù)字化信號(hào)處理的影響，提出同步抑制的方案，搭建了基于電壓可調(diào)諧光強(qiáng)衰減器(MEMS VOA)的光強(qiáng)殘余

2、幅度調(diào)制的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，并針對(duì)二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。
　　 本文首先簡(jiǎn)單介紹了TDLAS 技術(shù)基本原理以及氣體吸收譜線線型函數(shù)的基本理論，推導(dǎo)了基于波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)的二次諧波檢測(cè)理論，提出了波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案，并且分析了該系統(tǒng)的噪聲來(lái)源類型以及控制方案。
　　 本文分析了TDLAS 氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)的光強(qiáng)殘余調(diào)制的影響，并針對(duì)光強(qiáng)殘余調(diào)制提出了基于可調(diào)衰減器的同步補(bǔ)償系統(tǒng)方案，以高斯光束傳播理論分析并設(shè)計(jì)

3、了具有準(zhǔn)直會(huì)聚光學(xué)系統(tǒng)的氣室，介紹了鎖相放大技術(shù)對(duì)弱信號(hào)的提取，并對(duì)基于FPGA的數(shù)字鎖相放大電路進(jìn)行了初步的研究，完成了主要功能模塊的設(shè)計(jì)仿真。
　　 根據(jù)補(bǔ)償方案搭建了TDLAS 光強(qiáng)殘余調(diào)制補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，包括光路系統(tǒng)，dSPACE AutoBox 信號(hào)仿真箱信號(hào)，建立波長(zhǎng)調(diào)制和衰減器驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制模型；進(jìn)行了可調(diào)諧激光二極管的特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)和無(wú)吸收氣體的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，確定了衰減器驅(qū)動(dòng)模型的參數(shù)，獲得較好的殘余光強(qiáng)調(diào)制的線性和余