| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-25页 |
| 1.1 研究背景 | 第11页 |
| 1.2 常见气体检测技术 | 第11-13页 |
| 1.3 基于量子级联激光器的激光光谱气体检测技术 | 第13-23页 |
| 1.3.1 直接吸收光谱气体检测技术 | 第13-16页 |
| 1.3.2 光声调制光谱气体检测技术 | 第16-17页 |
| 1.3.3 法拉第效应光谱气体检测技术 | 第17-18页 |
| 1.3.4 相位调制光谱气体检测技术 | 第18-23页 |
| 1.4 本文工作安排 | 第23-25页 |
| 2 量子级联激光器调频光谱技术相关理论 | 第25-39页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 全光调制原理 | 第25-27页 |
| 2.3 直接吸收光谱与激光调频光谱 | 第27-30页 |
| 2.3.1 直接吸收光谱 | 第27-28页 |
| 2.3.2 激光调频光谱 | 第28-30页 |
| 2.4 量子级联激光器修正模型 | 第30-38页 |
| 2.4.1 量子级联激光器基本结构与工作原理 | 第30-31页 |
| 2.4.2 量子级联激光器的能带结构 | 第31-32页 |
| 2.4.3 量子级联激光器的电子散射机制 | 第32-34页 |
| 2.4.4 量子级联激光器修正模型 | 第34-38页 |
| 2.5 本章小结 | 第38-39页 |
| 3 量子级联激光器相关数值仿真 | 第39-51页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 量子级联激光器能级与波函数的数值计算 | 第39-41页 |
| 3.3 电子温度对量子级联激光器输出特性的影响 | 第41-48页 |
| 3.3.1 数值仿真算法 | 第41-42页 |
| 3.3.2 电子温度计算 | 第42-43页 |
| 3.3.3 电子温度对量子级联激光器I-L、I-V曲线的影响 | 第43-45页 |
| 3.3.4 输入电功率对电子温度的影响 | 第45-46页 |
| 3.3.5 光辐射对电子温度的影响 | 第46-48页 |
| 3.4 最优调制波长范围估计 | 第48-49页 |
| 3.5 本章小结 | 第49-51页 |
| 4 量子级联激光器全光调制实验 | 第51-75页 |
| 4.1 引言 | 第51页 |
| 4.2 实验系统设计 | 第51-53页 |
| 4.3 全光调制实验研究 | 第53-72页 |
| 4.3.1 全光调制对量子级联激光器输出特性影响 | 第53-56页 |
| 4.3.2 近红外光照射点位置对全光调制影响 | 第56-57页 |
| 4.3.3 全光振幅调制 | 第57-66页 |
| 4.3.4 量子级联激光器荧光光谱测试实验 | 第66-67页 |
| 4.3.5 全光频率调制 | 第67-72页 |
| 4.4 本章小结 | 第72-75页 |
| 5 量子级联激光器高速全光调频光谱气体检测系统 | 第75-107页 |
| 5.1 引言 | 第75页 |
| 5.2 系统设计 | 第75-79页 |
| 5.2.1 系统结构 | 第75-76页 |
| 5.2.2 各模块组成及工作原理 | 第76-79页 |
| 5.3 系统参数测试 | 第79-85页 |
| 5.3.1 系统中心波长测量 | 第79-80页 |
| 5.3.2 系统光谱扫描范围及扫描脉宽优化 | 第80-84页 |
| 5.3.3 系统光谱分辨率测量 | 第84-85页 |
| 5.4 系统波长标定 | 第85-89页 |
| 5.4.1 绝对波长点的确定 | 第86-88页 |
| 5.4.2 相对频率标定 | 第88页 |
| 5.4.3 波长标定 | 第88-89页 |
| 5.5 量子级联激光器高速全光调频光谱气体检测 | 第89-105页 |
| 5.5.1 系统稳定性测试 | 第89-90页 |
| 5.5.2 调频光谱确定 | 第90-92页 |
| 5.5.3 调制频率对调频光谱的影响 | 第92-93页 |
| 5.5.4 调制光功率对调频光谱的影响 | 第93-94页 |
| 5.5.5 气体浓度定量测试工作曲线 | 第94-96页 |
| 5.5.6 CO气体浓度定量测试 | 第96-97页 |
| 5.5.7 直接吸收光谱气体检测与调频光谱气体检测实验对比 | 第97-102页 |
| 5.5.8 直接吸收谱与调频光谱检出限对比 | 第102-105页 |
| 5.6 本章小结 | 第105-107页 |
| 6 总结与展望 | 第107-111页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第107-108页 |
| 6.2 主要创新点 | 第108页 |
| 6.3 不足之处及进一步工作展望 | 第108-111页 |
| 致谢 | 第111-113页 |
| 参考文献 | 第113-121页 |
| 附录 作者在攻读博士学位期间发表的论文和专利目录 | 第121页 |