注意的是，激光脈沖不應(yīng)該太短，因?yàn)樾∮?ps的脈沖不太單色，這會導(dǎo)致光譜分辨率的嚴(yán)重?fù)p失。超快光脈沖序列激發(fā)樣品晚到熒光發(fā)射后的快到拉曼散射光可以被短時分離。2.當(dāng)激發(fā)光在高頻率下進(jìn)行調(diào)制時，熒光和拉曼信號壽命的差異可以轉(zhuǎn)化為比拉曼信號更大的相位延遲和幅值解調(diào)熒光。這一原理是所有頻域方法的基礎(chǔ)。3.拉曼光譜的波長隨激發(fā)波長的變化而變化，而更寬的熒光峰對激發(fā)波長不敏感。這種性質(zhì)導(dǎo)致了各種波長域方法，如位移激發(fā)拉曼差分光譜(SERDS)。4.拉曼峰的帶寬比熒光峰窄得多。這一特性導(dǎo)致了各種基于算法的基線校正方法，用于采集數(shù)據(jù)后的熒光背景去除。5.當(dāng)分子與金屬等納米粒子直接接觸時，熒光背景會被有效猝滅 ...

顯示了激發(fā)激光脈沖、發(fā)射拉曼散射信號和發(fā)射熒光的時間輪廓。熒光過程包括激發(fā)、內(nèi)部轉(zhuǎn)換和發(fā)射三個重要步驟，每個步驟都發(fā)生在不同的時間尺度上。首先，入射光子激發(fā)熒光團(tuán)分子的時間為飛秒(10-15秒)量級。其次，振動弛豫的無輻射內(nèi)轉(zhuǎn)換過程也非常快，在10-14 ~ 10-11 s之間。最后，熒光發(fā)射是一個緩慢的過程，大約發(fā)生在10-9-10-7 s左右。熒光壽命是指分子在發(fā)射熒光光子前處于激發(fā)態(tài)的平均時間。圖1所示的指數(shù)衰減曲線說明了熒光發(fā)射時間的統(tǒng)計(jì)分布。單熒光團(tuán)的熒光時間輪廓符合壽命常數(shù)τ的指數(shù)函數(shù)，而拉曼發(fā)射幾乎與激發(fā)激光同時發(fā)生。由于拉曼信號比熒光信號的發(fā)射速度快得多，因此選擇合適的時間門寬 ...

寬的高功率激光脈沖在光纖中傳輸引起的非線性效應(yīng)對OTDR的影響。OTDR的性能指標(biāo)包括動態(tài)范圍、空間分辨率、測量盲區(qū)、工作波長、采樣點(diǎn)、存儲容量等方面。和全分布式傳感聯(lián)系較大的指標(biāo)是動態(tài)范圍、空間分辨率和測量盲區(qū)。動態(tài)范圍定義為初始背向散射功率和噪聲功率之差，單位為對數(shù)（dB）。它表明了可以測量的Z大光纖損耗信息，直接決定了可測光纖的長度?？臻g分辨率顯示了儀器能分辨相鄰兩個事件的能力，影響著定位精度和事件識別的準(zhǔn)確性。對OTDR而言，空間分辨率通常定義為事件反射峰功率的10%-90%這段曲線對應(yīng)的距離?？臻g分辨率由探測光脈沖寬度決定，和采樣率有關(guān)。高強(qiáng)度反射事件導(dǎo)致OTDR的探測器飽和后，探測 ...

單個的啁啾激光脈沖Ti:sapphire 激光器的出現(xiàn)，已經(jīng)降低了光源的復(fù)雜性，但在CH-stretch 中的調(diào)諧速度和調(diào)諧范圍或指紋區(qū)。然而FM CARS 自由空間光源維護(hù)的復(fù)雜性和高要求不允許專業(yè)激光實(shí)驗(yàn)室外的常規(guī)應(yīng)用。為了克服上述限制，我們實(shí)現(xiàn)了一種緊湊、快速和廣泛可調(diào)的基于光纖的光源為 FM CARS 提供所有必要的脈沖。使用這種光源，拉曼共振700 cm-1和 3200 cm-1之間的波長可通過波長調(diào)諧在僅5ms內(nèi)對任意波進(jìn)行尋址，并啟用具有幀到幀波長切換的高靈敏度 FM CARS 測量。這種 FM 功能基于光纖，因此可以無縫集成到全光纖 FOPO 燈中來源 。我們使用 FM CAR ...

器調(diào)制為探測光脈沖，再經(jīng)耦合器注入被測光纖。返回的背向瑞利散射光信號與參考光混合，二者產(chǎn)生中頻信號由平衡探測器接收。平衡探測器輸出帶中頻信息的電流信號，最后經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由數(shù)字信號處理單元得到探測曲線。二、相干探測的特點(diǎn)對于傳統(tǒng)OTDR直接功率探測而言，COTDR可以在較低探測光功率下獲得更高的動態(tài)范圍。OTDR使用寬帶光源，會占用部分通信信道，COTDR使用單頻窄線寬激光，對通信類光纖檢測的影響可以降低?；贑OTDR的原理，抗ASE噪聲的能力也增加，同時采用同性能雪崩光電二極管做平衡探測，可進(jìn)一步提高信號質(zhì)量。非線性效應(yīng)是長距離COTDR探測時需要考慮的問題。當(dāng)COTDR對長距離線路 ...

沖激光器產(chǎn)生光脈沖，經(jīng)過起偏器，保證注入光纖的傳感脈沖為完全偏振光。檢偏器用來使特定偏振態(tài)的散射光通過。偏振光耦合進(jìn)光纖后，光纖受外部環(huán)境影響會改變其中背向散射光的偏振態(tài)，能夠經(jīng)過檢偏器的光就發(fā)生了變化。就可以據(jù)此探測光纖的擾動傳感。從應(yīng)用上來看，POTDR主要是測量與光纖中光波偏振態(tài)有關(guān)的物理量，在電壓測量、持續(xù)振動、快速擾動及光纖中偏振模色散測量中有所應(yīng)用。利用光纖的二階橫向電光效應(yīng)，把單模光纖或液體芯光纖彎曲成螺旋型，放置在高壓線路附近。電壓會引起光纖中光波偏振態(tài)的變化。光纖在彎曲成螺旋形時，離線路越遠(yuǎn)，螺紋間距越大，高頻率的振動測量，使用POTDR也是不錯的選擇?；陬l譜分析的POTD ...

而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光脈沖或脈沖。這種激光器被稱為鎖模激光器。這些脈沖在時間上以τ=2L/c隔開，其中τ是光在激光腔中進(jìn)行一次往返所需的時間。該時間對應(yīng)的頻率正好等于激光器的模式間距每個光脈沖的持續(xù)時間由同相振蕩的模式數(shù)決定。如果有N個頻率間隔Δν的模式被鎖定，則整體鎖模帶寬為NΔν，且該帶寬越寬，激光器的脈沖寬度越短。實(shí)際上，實(shí)際脈沖寬度由每個脈沖的形狀決定，而每個脈沖的形狀又由每個縱模的精確振幅和相位關(guān)系決定。例如，對于產(chǎn)生高斯時間形狀脈沖的激光，最小可能脈沖寬度Δt由下式給出：值0.441被稱為脈沖的時間帶寬積，并根據(jù)脈沖形狀而變化。對于超短脈沖激光器，通常假設(shè)雙曲正割平方（sech2）脈沖形狀 ...

具有顯著低于光脈沖帶寬或頻率響應(yīng)的檢測器對脈沖進(jìn)行時間相關(guān)測量。獲得自相關(guān)的一種典型且簡單的方法是測量含有熒光染料的樣品的TPEF。更容易的是使用 GaAsP 光電二極管，它在600 至 1360 nm 具有雙光子光譜響應(yīng)。該帶寬足以覆蓋鈦藍(lán)寶石激光器的可調(diào)諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。此外，GaAsP 光電二極管價格低廉，并且不易受到熒光染料典型的光漂白或光損傷問題的影響。圖 15 是三個不同自相關(guān)的示例。除了激光的相干長度外，一階相關(guān)性沒有揭示任何有關(guān)脈沖寬度的信息。使用非線性、強(qiáng)度相關(guān)信號的高階自相關(guān)可以提供有關(guān)脈沖中色散量和色散類型的信息。對于二階干涉自相關(guān)， ...

利用時間相關(guān)光子計(jì)數(shù)檢測法的拉曼光譜系統(tǒng)在典型的拉曼散射中，一束光被聚焦到樣品中。散射信號隨后由聚光鏡收集入分光儀，不同波長的拉曼峰被分光儀內(nèi)的光柵在空間上分隔開。在時域中這些峰通常被認(rèn)為是同時到達(dá)光譜儀。這種方法中拉曼信號通常被熒光輻射污染。通過對發(fā)射信號進(jìn)行時間門控，可以將拉曼信號從熒光背景中分離出來:如果短脈沖光激發(fā)分子，拉曼信號在脈沖的脈寬范圍內(nèi)發(fā)射，而熒光的壽命更長。根據(jù)這個想法可得到無熒光的拉曼光譜。但是儀器變得更復(fù)雜，且由于通過門控系統(tǒng)和光譜儀不可避免的損耗，信號的幅值顯著降低。此外通過光學(xué)元件，特別是光譜儀光柵的傳輸通常是偏振相關(guān)的。新的拉曼信號的采集和分析方法解決了這兩個障礙 ...

同步，則單個光脈沖將在腔體中來回反彈。 調(diào)制的實(shí)際強(qiáng)度不必很大； 當(dāng)“關(guān)閉”時衰減 1% 的光的調(diào)制器將實(shí)現(xiàn)鎖模，因?yàn)楣獾耐徊糠衷诖┻^腔體時會反復(fù)衰減。與這種振幅調(diào)制 (AM) 相關(guān)的主動鎖模是頻率調(diào)制 (FM) 鎖模，它使用基于聲光效應(yīng)的調(diào)制器設(shè)備。 該設(shè)備在放置在激光腔中并由電信號驅(qū)動時，會在通過它的光中引起小的、正弦變化的頻移。 如果調(diào)制頻率與腔體的往返時間相匹配，那么腔體中的一些光的頻率會重復(fù)上移，而一些會重復(fù)下移。 在多次重復(fù)之后，上移和下移的光被掃出激光器的增益帶寬。 唯yi不受影響的光是當(dāng)感應(yīng)頻移為零時通過調(diào)制器的光，它形成了一個窄的光脈沖。主動鎖模的第三種方法是同步鎖?；蛲? ...