1.645 μm Er:YAG单模双波长发射器用于CH4差分吸收激光雷达

科学领域:

• 激光物理和光子学 激光物理和光子学
• 大气科学与遥感技术
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 差分吸收激光器 (DIAL) 需要精确的双波长激光源来进行大气气体监测.
• 甲 (CH4) 检测对于气候变化研究和环境监测至关重要.
• 现有的激光源在特定的吸收线上实现稳定,相同的能量输出可能面临挑战.

研究的目的:

• 开发和描述一种新的混合纤维/散装激光源,其在1.645微米运行,用于通过DIAL监测甲 (CH4).
• 为了评估激光适用于连贯风多普勒激光雷达应用的适用性.
• 为了证明稳定,同等能量的双波长脉冲产生用于DIAL测量.

主要方法:

• 使用Q开关的Er:YAG环腔激光系统.
• 使用在1532纳米处运行的纤维激光器抽取了空洞.
• 在CH4吸收 (ON) 和非吸收 (OFF) 波长 (1645.55nm和1645.30nm) 的两个光纤合的连续波分布式反 (DFB) 激光二极管中顺序播种激光器.

主要成果:

• 实现了在1.645微米的双波长激光操作,在1kHz的重复率下具有相同的脉冲能量 (9mJ) 和持续时间 (300 ns).
• 在双波长模式下表现出稳定的光谱特性和高光谱纯度,尽管增强介质的增强差异很大.
• 证实了激光对差异吸收激光雷达 (DIAL) 测量的能力.

结论:

• 开发的混合光纤/散装激光源对使用DIAL.使用大气中甲 (CH4) 监测非常有效.
• 该系统在特定波长产生相同能量脉冲的能力对于准确的激光雷达测量至关重要.
• 激光源对先进的大气传感应用,包括风多普勒激光雷达,显示出前途.