- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
双量子级联激光频率梳对气体混合物的太赫兹光谱研究
摘要： 基于量子级联激光器的太赫兹激光频率梳为未来光谱应用提供了相干、宽带、电泵浦的太赫兹辐射源。本文探究了此类激光器在双梳光谱配置中检测气相多分子样品的可行性。这些激光器覆盖约180GHz的光学带宽（中心频率3.4THz），总光功率低于毫瓦量级。双梳光谱的主要优势之一是其高速特性，这为直接观测太赫兹频段化学反应动力学提供了可能。作为概念验证，我们以1毫秒时间分辨率记录了气体混合物的连续演化光谱。
关键词： 频率梳、多物种、太赫兹、实时、双梳光谱、量子级联激光器
更新于2025-09-23 15:19:57
-
[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 通过将中红外超连续谱光上转换至近红外实现宽带多物种痕量气体检测
摘要： 近期紧凑、稳定且宽带的中红外超连续谱（SC）光源的进展，为计量学、传感和通信领域提供了极具吸引力的科研与工业应用[1]。这类SC光源在所谓分子指纹区的全谱段覆盖是其主要优势，为短时高效多组分痕量气体检测开辟了新途径。目前缺乏灵敏、低成本且无需制冷的MIR光电探测器，替代方案是通过非线性转换将中红外光上转换至近红外波段，从而利用高灵敏度且经济实用的CCD探测器优势[2]。本文报道了一种结合中红外SC光源、多通吸收池及基于上转换光谱仪的多组分痕量气体传感器研发成果。定制化SC光源（NKT Photonics）总功率450 mW，覆盖1.5-4.5 μm光谱窗口；像散型Herriott多通池（AMAC-76，Aerodyne Research）提供76米有效光程以提升检测灵敏度?；谏献坏墓馄滓牵∟LIR）细节已近期发表[3]。需说明当前上转换系统中，1064 nm腔内激光通过808 nm而非880 nm泵浦Nd:YVO4增益介质产生。为增强单组分检测的长期稳定性，采用非吸收参考光路平衡SC光源强度以最小化幅值漂移。如图1(a)所示，在氮气基质中获得了乙烷与乙醛混合物（ppm级）等多组分宽带吸收光谱，通过非负最小二乘全局拟合方法提取各子组分浓度。为验证系统对不同气体浓度的线性响应，在900 mbar压力下测量60秒不同混合比吸收谱，图1(b)展示了乙烷测量值与计算值吻合的线性拟合结果。该传感器能在600 cm-1以上宽谱范围（~5 cm-1光谱分辨率）检测亚ppmv级气体浓度（如约300 ppbv乙烷）。目前正通过在上转换系统中使用啁啾晶体扩展更宽光谱范围并进行后续实验，更多细节及实验进展结果将在会议呈现。
关键词： 多物种、中红外超连续谱、上转换、宽带、痕量气体检测
更新于2025-09-16 10:30:52