第 卷第 期 南 京 邮 电 大 学 学 报 自 然 科 学 版 VolNo
年 月 Journal of Nanjing University of Posts and TelecommunicationsNatural Science Oct
基 于 TDLAS 技 术 的 高 斯线 型 二次 谐 波 数 值 模拟 与 分 析
涂兴华周洁
南京邮电大学 光电工程学院江苏 南京
摘要作为新的痕量气体监测分析方法可调谐二极管激光吸收光谱学的二次谐波技术在大气化学研究和污染
气体监测得到实际应用 本文以 CO 气体的中心波长为
nm 的 P振转吸收谱线为目标建立高斯
线型的二次谐波信号数值模型仿真得到二次谐波曲线研究了二次谐波信号特性与调制度 m 的关系 并对仿真
结果与洛仑兹吸收线型二次谐波信号特性进行了分析和比较
关键词二次谐波调制度数值模拟
中图分类号O文献标识码A文章编号
Numerical Simulation and Analysis of SecondHarmonic Signal in Gauss
Line Shape Based on Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy
TU XinghuaZHOU Jie
College of Optoelectronic EngineeringNanjing University of Posts and Telecommunications Nanjing China
AbstractThe secondharmonic technology of tunable diode laser absorption spectroscopy has been ap
plied in the fields of the atmospheric chemistry and the monitoring pollutant gases as the new method of
measuring the trace gasesIn this paper the investigated object is the P vibrationrotation absorption
line of CO gas with
nmAnd the mathematics symbol of its secondharmonic curves for
Gauss line shape has been founded and simulatedThe relationship between the secondharmonic signal
and the modulation amplitude m is also be presentedThe characteristics of secondharmonic signal in
Gauss line shape based on the simulated results is analyzed in comparison with the one in Lorentzian line
shape
Key wordssecondharmonicmodulation amplitudenumerical simulation
收稿日期修回日期
基金项目南京邮电大学校科研基金 NY 资助项目
通讯作者涂兴华电话Emailtuxhnjupteducn
0引言
伴随全球环境变化和我国经济的高速发展中
国机动车拥有量越来越大 虽然规模相对国外较
小但机动车辆排放已成为增长最迅速的温室气体
的排放源 由此造成的国家环境安全问题越来越突
出已构成对人类健康和自然资源的最大威胁
可调谐二极管激光吸收光谱学 tunable diode laser
absorption spectroscopyTDLAS 由于具有高光谱分
辨率高灵敏度和良好选择性等特点使之成为痕量
气体快速在线分析的有效方法之一 尤以其中的
二次谐波检测技术在大气化学研究和污染气体监测
领域中得到了实际应用
确定合适的调制度可以更好地抑止噪声提高
信噪比从而提高检测灵敏度及精度 因此二次谐
波光谱信号与调制度的关系是二次谐波检测技术中
着重要研究的问题 在短光程常压状态下对 CO
开展直接吸收测量研究其灵敏度远远不能满足实
际测量的要求 而通过二次谐波检测技术可进一
步提高系统对 CO 的测量灵敏度 在环境气体监测
等领域中二次谐波光谱检测的这个优越性已经得
到了体现