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摘要：如今的社会，科学技术的进展日新月异，我们在享受科技带来的便捷的同时，也承受着由于对自然环境过度索取带来的负面影响。化工污水对于地下水的污染、大气中的硫、粉尘等都时时刻刻地威胁着我们的身体。工业生产活动中，易燃易爆的气体也严重影响生产环境的安全性。为了实时监测这些危险因素，我们需要高灵敏度传感器来完成这些任务。光学谐振腔是一种高灵敏度传感器的核心器件，对其特性测试的精度严重影响传感器的灵敏度。连续腔衰荡光谱法可以直接测定光学谐振腔的光子存储时间，利用测得的谐振腔光存储时间可以计算谐振腔的特性参数和腔损耗参量。本论文以光学谐振腔谐振时的光场传递函数入手，浅析了连续腔衰荡法测试谐振腔光存储时间的原理。根据光存储时间量级不同，分别设计两套不同的实验系统测试微型腔和光纤环形腔的光存储时间。首先设计了谐振腔光存储时间提取策略的比较仿真实验，选取一种适合本实验的数据拟合策略。接下来测试探测器响应特性，浅析其对测试结果的影响，再进一步完成对激光器输出稳频和抑制系统随机噪声的实验，成功测得微型腔和光纤环形腔精确光存储时间。关键词：光学谐振腔论文腔衰荡光谱论文光存储时间论文
摘要4-5
Abstract5-8
第一章 绪论8-14
1.1 探讨背景及作用8
1.2 腔衰荡光谱的产生的进展8-11
1.3 国内对腔衰荡光谱的探讨情况11-12
1.4 本论文的主要探讨内容12-14
第二章 微球腔基本论述浅析14-23
2.1 谐振腔腔光场论述浅析14-17
2.1.1 微腔光场浅析14-15
2.1.2 光纤环形腔光场浅析15-17
2.2 腔衰荡法测试谐振腔光存储时间的原理17-18
2.3 相关参数的计算18-21
2.3.1 谐振腔品质因数19
2.3.2 谐振腔精细度19
2.3.3 镜面反射率19-21
2.3.4 痕量的浓度21
2.4 本章小结21-23
第三章 光存储时间提取策略的探讨23-34
3.1 最小二乘法原理23-24
3.2 最小二乘法拟合在腔衰荡实验中的运用24-25
3.3 列文伯格—马夸尔特法（L-M 法）25-26
3.4 两种拟合策略的比较仿真实验26-28
3.5 数据点抽样与拟合精度的联系28-30
3.6 利用 Origin 完成 Levenberg-Marquardt 拟合30-33
3.7 本章小结33-34
第四章 微型腔光存储时间的测试34-48
4.1 实验系统介绍34-35
4.2 光电探测器对腔衰荡时间的影响35-38
4.3 激光器稳频实验38-44
4.4 系统噪声的抑制实验44-45
4.5 实验结果及线宽法比较实验45-47
4.6 本章小结47-48
第五章 光纤环形腔光存储时间的测试48-57
5.1 实验系统介绍48-49
5.2 主控芯片 freescale9S12 介绍49-51
5.3 信号发生模块设计51-55
5.4 光纤环形腔光存储时间实验55-56
5.5 本章小结56-57
第六章 总结与展望57-58