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锁相放大器的应用


锁相放大器的应用范围十分广泛,在温度检测、光电探测、生物信号探测、地质探测等领域均有锁相放大器的身影。

锁相放大器的应用范围十分广泛,在温度检测、光电探测、生物信号探测、地质探测等领域均有锁相放大器的身影。如下为其基本应用介绍:

高精度光谱测量

高精度光谱测量

                      光谱测量原理图 (F:SSI OE3001光学斩波器)、G:光栅光谱仪、B:光电探头、D:镨铷玻璃样品、C:样品箱、E:溴钨灯光源和H:计算机等。


       溴钨灯发出的光源经过斩波器OE3001调制后,成为具有一定频率信息的光,通过光栅光谱仪后成为单色光。这一单色光打在样品上,根据样品的的结构特点,它会吸收特定波长的光,然后打在探头B上转换为电信号,通过锁相放大器来检测这一微弱的电信号。


TDLAS技术

      可调谐二极管激光吸收光谱分析(TDLAS)技术是一种能够在工业应用中实现对气体组分浓度和温度场甚至速度场测量的检测技术。TDLAS依据Beer-Lambert定律,当激光通过气体分子介质时,只要激光的波长与任何一种分子的能级跃迁相等,一部分的光会被吸收。出射光强与入射光强的关系如下:

光强与入射光强

      其中α(cm-1)为介质单位长度的吸收系数;L(cm)为有效吸收长度;N(cm-3)为单位体积内的分子数(即浓度);σ(cm-2)为分子的吸收截面。经过频率调制后,且 va/v0<<1时,上式写成:

TDLAS

      由上式可看出分子对激光的吸收出现高阶吸收成分,在信号检测通路中采用锁相放大技术来实现调制信号的二次谐波检测,分别在1f、2f或3f频率处检相得到高斯函数的一阶、二阶或三阶导数。

TDLAS

        在这个激光锁相系统中,最关键的部分是利用锁相放大器同时实现被测气体、参考气体的两路检测,甚至需要实现被测气体、参考气体以及激光背景的三路检测,OE1022具备的多路谐波测量功能可顺利解决此问题。

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太阳能电池量子效率检测
     太阳能电池量子效率分两种。
     外量子效率(EQE):太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表面的一定能量的光子数目之比。

     内量子效率(IQE):太阳能电池的电荷载流子数目与外部入射到太阳能电池表明的没有被太阳能电池反射回去的、没有透过太阳能电池的一定能量的光子数目之比。


太阳能量子效率

       太阳能电池量子效率检测系统包含了双通道锁相放大器、光学斩波器、单色器等设备。从单色仪出射的探测光分成两束,一路转化成光电流输入到锁相放大器,作为对比;另一路照射太阳能电池,其产生的光电流被锁相放大器的另一通道测量。两个通道测量之比,结合相关公式,便可以计算出太阳能电池的量子效率。

扫描隧道谱

扫描隧道谱

      扫描隧道谱,即在样品表面的某个位置作I-V或dI/dV-V测试,得有特征峰的扫描隧道谱。在特征峰电压处,保持平均电流不变,使针尖在X、Y平面扫描,测dI/dV随X、Y的变化,得扫描隧道谱象。表面的电子性质和化学性质表现在I-V和dI/dV-V谱中。

                         

扫描隧道IV