Abstract:
In this electric field vector detection method, an electro-optic crystal (3), where a (111) surface (3a)of an optical isotropic medium is cut out, is used as a terahertz wave detection element (3). The method includes: causing polarization of probe light (La) of ultrashort pulsed light to be circular polarization (2); allowing the probe light (La) having circular polarization to enter the terahertz wave detection element (3) and probing the terahertz wave (T); modulating the probe light, having probed the terahertz wave, by a rotating analyzer (9) and detecting the modulated probe light by a photodetector (4, 4A); performing lock-in detection of a detection signal from the photodetector by a lock-in detector using a frequency based on a rotational frequency of the rotating analyzer (9) as a reference signal; and detecting an electric field vector of the terahertz wave (T) based on a detection signal from the lock-in detector.
Abstract:
Zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Messgas (1), wird eine wellenlängenabstimmbare Laserdiode (3) mit einem Strom (i) angesteuert und das von der Laserdiode (3) erzeugte Licht (4) durch das Messgas (1) auf einen Detektor (5) geführt. Dabei wird der Strom (i) in periodisch aufeinanderfolgenden Abtastintervallen variiert, um eine interessierende Absorptionslinie der Gaskomponente wellenlängenabhängig abzutasten. Der Strom (i) kann zusätzlich im Sinne der Wellenlängenmodulationsspektroskopie mit geringer Frequenz und kleiner Amplitude sinusförmig moduliert werden. Ein von dem Detektor (5) erzeugtes Messsignal (14) wird zu einem Messergebnis (16) ausgewertet. Um das Messsignal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und so bei gleicher Messstrecke eine deutlich niedrigere Nachweisgrenze zu erreichen, wird der Strom (i) mit mindestens einer hohen (HF-)Frequenz im GHz-Bereich moduliert, so dass keine Wellenlängenmodulation stattfindet. Die Amplitude der HF-Modulation wird unter Ausnutzung des linearen Aussteuerbereichs der Laserdiode (3) mit maximaler Höhe gewählt. Das Messsignal (14) wird vor seiner Auswertung an der Stelle der mindestens einen hohen Frequenz demoduliert.
Abstract:
Der Einfluss von Änderungen der optischen Weglänge in einem Absorptionsspektrometer wird auf das Messergebnis kompensiert, indem das Licht des Lasers (4) mit mindestens einer Pilotfrequenz (f P ) im MHz-Bereich moduliert wird. Das Messsignal (14) wird für die Pilotfrequenz (f P ) phasensensitiv ausgewertet. Eine dabei erhaltene Phaseninformation (α meas ) wird mit einer bei Kalibration des Absorptionsspektrometers erhaltenen Phaseninformation (α calib ) verglichen. In Abhängigkeit von der Differenz (Δα) beider Phaseninformationen (α meas , α calib ) wird das Messergebnis (16) korrigiert. Alternativ wird das Licht des Lasers mit zwei Pilotfrequenzen moduliert. Die in dem Messsignal enthaltenen Signalanteile mit den Pilotfrequenzen werden jeweils phasensensitiv detektiert und die Differenz der dabei erhaltenen Phaseninformationen beider Signalanteile ausgewertet.
Abstract:
Bei einem auf der Wellenlängen-Modulationsspektroskopie (WMS) beruhenden Verfahren zur Gasanalyse wird das erhaltene Messsignal bei einer Oberschwingung der Modulationsfrequenz demoduliert und durch Anfitten einer Sollkurve (19) an den Verlauf des demodulierten Messsignals zu einem Messergebnis ausgewertet. Um aus Störeinflüssen (z. B: Temperaturänderungen, Änderung der Konzentration von Störgasen) resultierende Änderungen in den Messergebnissen zu reduzieren, wird bei der Auswertung zusätzlich eine zu der Sollkurve (19) orthogonale Funktion (20) an den Verlauf des demodulierten Messsignals angefittet und dadurch eine Orthogonal-Komponente des Messergebnisses erzeugt. Die Orthogonal-Komponente korreliert nicht mit dem Messsignal aber mit Orthogonal-Komponenten von Störsignalen, deren Inphase-Komponenten ihrerseits als Störsignalanteile unmittelbar in dem Messsignal erscheinen. Bei einer Messkalibrierung wird z. B. die Betriebstemperatur des Gasanalysators variiert und ein Fehler sowie der Zusammenhang zwischen der Inphase- und Orthogonal-Komponente des Fehlers ermittelt. Beim Messen einer unbekannten Konzentration einer Gaskomponente wird das Messergebnis mit einer Inphase-Komponente korrigiert, die aus der Orthogonal-Komponente und unter Verwendung des bei der Messkalibrierung ermittelten Zusammenhangs bestimmt wird.
Abstract:
Zur wellenlängenabhängigen Abtastung einer Absorptionslinie einer zu messenden Gaskomponente in einem Messgas (1) wird die Wellenlänge des Lichts (4) einer wellenlängenabstimmbaren Lichtquelle (3) innerhalb periodisch aufeinanderfolgender Abtastintervalle variiert und dabei zusätzlich mit einer Frequenz (f) moduliert. Das modulierte Licht (4) wird durch das Messgas (1) auf einen Detektor (5) geführt, dessen Messsignal (14) bei der zweiten Harmonischen (2f) der Modulationsfrequenz demoduliert und das dabei erhaltene demodulierte Messsignal (14 2f ) für jedes Abtastintervall zu einem Messergebnis (26 2f ) ausgewertet wird. Um das Messsignal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, wird die Wellenlänge des Lichts (4) der Lichtquelle (3) zusätzlich mit mindestens einer weiteren Frequenz (3f, 5f, 7f) moduliert, die um den doppelten Betrag der Modulationsfrequenz größer als die nächst niedrigere weiteren Frequenz oder die Modulationsfrequenz ist. Das Messsignal (14) wird zusätzlich bei der zweiten Harmonischen (6f, 10f, 14f) der mindestens einen weiteren Frequenz (3f, 5f, 7f) demoduliert. Das dabei erhaltene mindestens eine weitere demodulierte Messsignal (14 6f , 14 10f , 14 14f ) wird entweder mit dem demodulierten Messsignal (14 2f ) zusammengeführt oder zu einem weiteren Messergebnis (26 6f , 26 10f , 26 14f ) ausgewertet, das mit dem Messergebnis (26 2f ) zusammengeführt wird.
Abstract:
A system includes a transmitter is configured to transmit an electromagnetic signal through a sample cell (including a sample medium) to a receiver, which is configured to receive the electromagnetic signal and another electromagnetic signal for mixing therewith. Propagation paths of the signals to the transmitter and receiver include a first propagation path of the electromagnetic signal to the transmitter, and a second propagation path of the other electromagnetic signal to the receiver. The arrangement, which is located along either or each of the propagation paths of signals to the transmitter and receiver, is configured to alter the length of a respective propagation path. And the processor configured to recover an amplitude and phase of the transmitted electromagnetic signal, and calculate a complex index of refraction of the sample medium as a function of the amplitude and phase of the transmitted electromagnetic signal.
Abstract:
A system is disclosed for detecting a nonlinear coherent field induced in a sample. The system includes optics, a modulation system, and a detector system. The optics are for directing a first electromagnetic field at a first frequency Ωi and a second electromagnetic field at a second frequency Ω2 toward a focal volume such that a difference frequency Ω1-Ω2 is resonant with a vibrational frequency of a sample in the focal volume. The modulation system is for modulating the difference frequency Ωi-Ω2 such that the difference frequency ΩrΩ2 is tuned in and out of the vibrational frequency of the sample at a modulation frequency. The detector system is for detecting an optical field that is generated through non-linear interaction of Ω1 and Ω2 and the sample responsive to the modulation frequency. The system is in particular intended for use in coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy (CARS).
Abstract:
A system includes a light source, a detector, at least one pressure sensor, and a control unit. The light source emits light at a wavelength substantially corresponding to an absorption line of a target gas. The detector is positioned to detect the intensity of light emitted from the light source that has passed through the target gas. The pressure sensor detects the pressure of the target gas. The control circuit is coupled to the detector and the light source to adjust the modulation amplitude of the light source based on the pressure detected by the at least one pressure sensor. Related systems, apparatus, methods, and/or articles are also described.