光纖頻率調(diào)制光譜技術(shù)中殘余幅度調(diào)制的產(chǎn)生、抑制及應(yīng)用.pdf

1、頻率調(diào)制光譜(FMS)技術(shù)由于其探測靈敏度高且可同時(shí)探測氣體的吸收和色散而被廣泛應(yīng)用于原子分子光譜、痕量氣體檢測等相關(guān)領(lǐng)域。發(fā)展全光纖的FMS可以避免光路暴露在外部環(huán)境之中,提高系統(tǒng)的抗干擾性,實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。然而FMS是一項(xiàng)偏振敏感技術(shù),光纖器件的引入會(huì)導(dǎo)致由于光的偏振態(tài)變化而誘發(fā)的殘余幅度調(diào)制(RAM),影響光譜探測的靈敏度。
　　本文首先對(duì)理想情況下和存在RAM時(shí)的FMS線型進(jìn)行了理論分析,研究了RAM的產(chǎn)生機(jī)理,給出了無

2、吸收時(shí)RAM背景信號(hào)的表達(dá)式,分析了各種因素對(duì)RAM信號(hào)的影響?；谔綔y相位與RAM信號(hào)的依賴關(guān)系,提出了一種快速確定FMS探測相位的新方法,與傳統(tǒng)的通過FMS線型擬合獲得的探測相位相比,偏差小于0.04rad(2°),證實(shí)了該方案的可行性。該技術(shù)快速、簡單、可靠,為光纖FMS技術(shù)走向應(yīng)用提供了必要的技術(shù)儲(chǔ)備。
　　光纖FMS技術(shù)中,RAM的存在會(huì)導(dǎo)致FMS線型中存在一個(gè)不穩(wěn)定的直流偏置導(dǎo)致光譜線型扭曲,從而影響測量氣體濃度的靈敏

3、度,這是FMS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要克服的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文提出了一種基于Hansch-Couillaud(H-C)偏振態(tài)檢測來抑制 RAM的技術(shù)方案。該方案利用 H-C偏振檢測技術(shù)對(duì)光纖電光調(diào)制器(f-EOM)輸出光的偏振態(tài)進(jìn)行測量,以此作為誤差信號(hào)反饋到f-EOM的低頻控制端口來消除RAM。首先我們通過這種反饋控制的方法實(shí)現(xiàn)了保偏光纖高質(zhì)量線偏振光的輸出;其次,對(duì)乙炔氣體在6544.4419cm-1處吸收線進(jìn)行測量時(shí),通過H-C反