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[工程技术学会第20届意大利国家光子技术会议（Fotonica 2018） - 意大利莱切（2018年5月23-25日）] 第20届意大利国家光子技术会议（Fotonica 2018） - 利用差分吸收激光雷达技术检测水蒸气对微量化学气体测量的影响
摘要： 污染监测是保障环境与人类健康安全的基础。事实上，污染与气候变化、酸雨及疾病发生存在密切关联。差分吸收激光雷达（DIAL）是一种能识别大气中化学物质的遥感技术，该方法可在远距离（超过1公里）范围内获取信息，并可通过配置赤道仪系统来提取面状或体状浓度场。本研究聚焦水蒸气与微量气体测量的相互作用——现有DIAL方程的推导基于某些可能在任何条件下都不成立的假设。本文评估了水蒸气如何改变差分消光系数及其对最终测量结果的影响时机，同时提供了理论分析与实验测量两种方法。这些技术已应用于六种污染物：氨（NH3）、苯（C6H6）、二氧化氮（NO2）、一氧化二氮（N2O）、臭氧（O3）和二氧化硫（SO2）。
关键词： 拨号器、激光雷达、水蒸气、微量化学物质、测量
更新于2025-09-23 15:21:01
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纳米限域水蒸气作为评估等离子体加热的探针
摘要： 在等离子体材料中设计光热效应对于癌症治疗、化学合成、冷催化以及近期的超表面等诸多应用都至关重要。纳米尺度下等离子体加热的评估具有挑战性，通常需要精密设备和/或温度敏感探针（如荧光分子或材料）。本文提出利用水蒸气作为探针来评估等离子体纳米颗粒周围的局部加热。我们以由双模纳米孔隙组成的等离子体胶体薄膜为例验证了该概念。具体而言，我们利用纳米多孔介质中发生的热致和光致水液-汽相变（可通过加热或辐照等外部刺激触发），从而获得薄膜的结构和光学变化。随后通过多模腔室获取的光谱椭偏仪测量估算局部温度。更广泛地说，该方法提供了一种仅需纳米多孔材料和水蒸气（如环境湿度）即可测定局部温度的简便通用方案。此外，该方案还可推广至其他材料、蒸汽分子或光学技术。
关键词： 局部温度测量、光谱椭偏仪、水蒸气、纳米多孔材料、等离子体加热
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用Hartmann-Tran线型分析1.39微米可调谐二极管激光吸收光谱技术中的水蒸气光谱线型
摘要： 本研究采用哈特曼-特兰谱线轮廓（HTP）对1.39微米处水蒸气吸收的光谱线型进行了分析，该轮廓可高效准确地简化为（速度依赖的）沃伊特轮廓和（速度依赖的）劳蒂安轮廓。通过可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）测量了水蒸气的近红外吸收谱线?；谛爬涤蚍瓷渌惴ê虷TP自主研发了光谱拟合程序，选用从HTP简化得到的沃伊特轮廓（VP）、劳蒂安轮廓（RP）、速度依赖沃伊特轮廓（SDVP）及速度依赖劳蒂安轮廓（SDRP）作为模型函数，从线型轮廓角度验证了水蒸气近红外吸收谱线的有效性。在2.5托、室温条件下1.39微米波段范围内，采用SDVP时拟合残差标准偏差达到最强峰高10^-3量级，整体标准偏差小于0.5×10^-3，显示出最优效果。这表明需要考虑水蒸气自展宽中的速度依赖碰撞展宽效应。
关键词： 可调谐二极管激光吸收光谱法、Hartmann - Tran轮廓、光谱线型分析、水蒸气
更新于2025-09-23 15:19:57
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紧凑型双气体传感器，利用3.38微米锑化物分布反馈激光二极管同步测量大气甲烷与水蒸气
摘要： 一种采用连续波3.38毫米分布反馈激光器与新型紧凑型密集光路多通池相结合的简易紧凑传感器，被证实可同步测量大气甲烷和水蒸气。该研究采用免校准直接吸收光谱法进行数据生成与处理。艾伦偏差分析表明，在最佳压力50托、1秒积分时间下，实现了甲烷11.0ppb、水蒸气100ppm的最小检测限（1秒）。记录并分析了这两种气体的大气环境混合比。这款新开发的中红外双气体传感器非常适合重量受限的无人机或气球搭载实地观测中的痕量气体检测。
关键词： 多程池、激光传感器、水蒸气、分布反馈激光器、激光吸收光谱法、甲烷
更新于2025-09-19 17:13:59
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水蒸气电离对空气中飞秒紫外激光成丝动力学及能量沉积影响的数值研究
摘要： 本文数值研究了水蒸气电离对248纳米波长飞秒激光脉冲非线性传播的影响。研究发现，H2O分子的电离在空气电离中起重要作用，会严重影响成丝过程的动力学特性和能量沉积。通过比较不同湿度条件下空气中飞秒脉冲的传播情况发现：电子总数和脉冲总沉积能量随湿度增加而上升，但在高湿度条件下趋于饱和。本研究结果有助于表征大气环境下成丝的长距离传播特性。
关键词： 多光子吸收、大气传输、自聚焦、水蒸气、超快非线性光学
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于双线水汽TDLAS的密闭小瓶泄漏检测
摘要： 如果环境空气中的水蒸气在冻干和包装过程中进入药瓶，可能会导致药品变质。因此，药瓶的泄漏检测在制药行业中至关重要。本研究开发了一种基于双线可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术的传感器，用于药瓶泄漏检测，具有非侵入性、快速响应和高精度的优势。使用该传感器测量了15个药瓶，并将结果与三光路TDLAS方法进行对比。结果显示，第11-15号药瓶的泄漏系数k远高于第1-10号药瓶，这些药瓶被判定为存在泄漏，与三光路TDLAS方法的判定结果高度吻合。研究还探讨了k值随不同外部光程长度（0/1/2/3厘米）的变化关系，发现k值随外部光程长度的增加呈正比增长。此外，该传感器分别应用于瞬时穿孔和完全敞开的理想封闭药瓶，结果表明当药瓶内相对湿度与环境湿度一致时，k值趋于恒定。
关键词： 水蒸气、测量、小瓶、泄漏、可调谐二极管激光吸收光谱
更新于2025-09-10 09:29:36
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一种用于飞机测量乙二醛、甲基乙二醛、亚硝酸、二氧化氮和水蒸气的宽带腔增强吸收光谱仪
摘要： 我们描述了一种用于飞机测量乙二醛（CHOCHO）、甲基乙二醛（CH3COCHO）、亚硝酸（HONO）、二氧化氮（NO2）和水（H2O）的双通道宽带腔增强吸收光谱仪（BBCEAS）。该仪器覆盖361–389纳米和438–468纳米波段，采用两个发光二极管（LED）和一个配备电荷耦合器件（CCD）探测器的单光栅光谱仪。通过定制光学安装系统、具有电子开关调制功能的高功率LED、高反射率腔镜以及最大限度减少分析物表面损失的材料，实现了稳健的性能。迄今为止，我们已成功将该仪器部署于两次飞机和两次地面实地观测活动。测得CHOCHO、HONO和NO2的5秒精度（2σ）分别为34、350和80万亿分之一（pptv），准确度为5.8%、9.0%和5.0%，主要受限于现有吸收截面数据。
关键词： 宽带腔增强吸收光谱法、水蒸气、亚硝酸、甲基乙二醛、飞机测量、乙二醛、二氧化氮
更新于2025-09-09 09:28:46