تثبيت تردد الليزر استنادًا إلى تحسين طور التعديل الترددي وتطبيقاته في مطيافية فقدان الحجرة

ZHOU Yueting ,  

WANG Mengyuan ,  

ZHAI Baojie ,  

QIU Xuanbing ,  

LI Chuanliang ,  

摘要

بالنظر إلى مشاكل انحراف تردد الليزر، عرض الخط العريض جدًا، وصعوبة تقنيات تثبيت التردد التقليدية في تحقيق قياس نقطة واحدة سريع وتكلفة الأجهزة في نظام مطيافية فقدان الحجرة (Cavity Ring-Down Spectroscopy ،CRDS)، تم إنشاء علاقة مطابقة بين تردد التعديل والاختيار الطوري في مطيافية التعديل الترددي، وتطبيقها على تثبيت تردد الليزر ونظام مطيافية فقدان الحجرة، لتحقيق قياس نقطة واحدة سريع لغاز الأسيتيلين. من الناحية النظرية، قدم النظام القواعد التطورية للإشارات الخاطئة في الطور الامتصاصي والتنكسري مع تغير تردد التعديل في مطيافية التعديل الترددي، موضحًا الخصائص الفيزيائية لاختيار أفضل طور فك الإشارة المختلف بناءً على نقطة حرجة عند 300 ميجاهرتز، حيث تهيمن إشارة الامتصاص تحت 300 ميجاهرتز، بينما تكون إشارة الانكسار أفضل في الترددات العالية. تم بناء نظام تثبيت تردد الليزر المبني على FPGA، وأكدت التجارب تطابق تطور ذروة إشارة الخطأ مع النظرية. من خلال تحسين الضغط والتركيز، واستعمال متحكم PID، تم قفل تردد الليزر بدقة على خط امتصاص الأسيتيلين لتحقيق استقرار التردد وعرض خط مضغوط. تم تطبيق الليزر المثبت تردده على قياسات مطيافية فقدان الحجرة، وأظهرت النتائج التجريبية أن حدود الكشف للنظام بلغت 6.23×10^-10 /سم و2.51×10^-10 /سم عند ترددات تعديل 9 ميجاهرتز (طور الامتصاص) و350 ميجاهرتز (طور الانكسار) على التوالي من خلال تحليل تباين ألان، مما يمثل تحسنًا بنحو رتبة مقارنة بالنظام غير المثبت (1.55×10^-9 /سم). كانت أدنى تركيز محسوب 5.09×10^-12 مول/مول و1.26×10^-11 مول/مول، والذي يمثل أيضًا تحسنًا بنحو رتبة مقارنة بالنظام غير المثبت (1.55×10^-11 مول/مول). بالرغم من تفوق طور الانكسار عالي التردد، إلا أن التحسن مقارنة بطور الامتصاص منخفض التردد محدود؛ لذلك، يمكن موازنة تردد التعديل وتكلفة الأجهزة في التطبيقات الفعلية لتحقيق توازن بين الأداء والتكلفة، مما يوفر مرجعًا مهمًا لرصد الغازات عالي الدقة منخفض التكلفة في مجالات المراقبة البيئية والاستشعار الصناعي.

关键词

مطيافية الليزر;مطيافية فقدان الحجرة;مطيافية التعديل الترددي;تثبيت تردد الليزر;كشف الغازات النزرة

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website