近日，物理科学与信息工程学院/光通信科学与技术重点实验室朱存光副教授在波长调制光谱气体传感理论研究方面取得新进展，研究成果以“Modeling of Scanned Wavelength Modulation Spectroscopy Considering Nonlinear Behavior of Intensity Response”为题发表在《IEEE Sensors Journal》。朱存光副教授为文章第一作者，聊城大学为第一通讯单位。

波长调制光谱是工业界最广泛使用的红外气体传感技术之一。在扫描波长调制光谱气体传感系统中，激光器强度调制的非线性特征会在没有气体吸收的情况下引入一个类似锯齿波的剩余振幅调制背景信号。痕量气体检测中的二次谐波信号常常会淹没于该背景信号中，这是痕量气体检测面临的主要困难之一。经典理论在描述该背景信号时非常繁琐。本工作提出了一个修正的扫描波长调制光谱的理论模型，它可以更简洁地分析背景信号产生的原因，也可以更好地评估背景信号对痕量气体检测的影响。进一步从理论上研究了非线性系数对背景信号的影响。通过该理论拟合的谱线与测量谱线一致度较高，证明了理论模型的正确性。这些结果对于波长调制光谱系统实现更低的检测限和更高的灵敏度有重要意义。

图1 激光器的非线性效应引入的谱线畸变

该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省泰山学者计划、聊城大学自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9645574/

（审核：刘才龙）