Abstract

A design and testing of a cost-effective distributed optical remote sensing methane system, which will help one to detect gas leaks from multi-coal face in mines simultaneously, is presented. The fundamentals of the remote detection are based on frequency-modulation spectroscopy (FMS) and harmonic detection. By utilizing fiber-optic splitting technique and reference-signal restoring circuit, the remote sensing system is feasible to employ single laser source to get multi-spot measurement in the near infrared region so that the system described here shows sufficient sensibility, considerably increased reliability and marketability over the presently available system. The minimum measurable path-integrated concentration is estimated to be about 423 ppb-m by experimentation.

© 2005 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Werle, Spectrochimica Acta Part A 54, 197 (1998).
  2. D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).
  3. J. Reid and D. Labrie, J. Appl. Phys. B 26, 203 (1981).
  4. D. S. Bomse, A. C. Stanton, and J. A. Silver, Appl. Opt. 31, 718 (1992).
  5. A. N. Dharamsi, J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 540 (1996).
  6. W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).
  7. L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).
  8. J. S. Margolis, J. Appl. Opt. 27, 4038 (1988).

2003 (2)

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

1998 (1)

P. Werle, Spectrochimica Acta Part A 54, 197 (1998).

1996 (1)

A. N. Dharamsi, J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 540 (1996).

1992 (2)

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

D. S. Bomse, A. C. Stanton, and J. A. Silver, Appl. Opt. 31, 718 (1992).

1988 (1)

J. S. Margolis, J. Appl. Opt. 27, 4038 (1988).

1981 (1)

J. Reid and D. Labrie, J. Appl. Phys. B 26, 203 (1981).

Benner, D. C.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Bomse, D. S.

Brown, L. R.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Camy-Peyret, C.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Cecchi, G.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Chiari, R.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Devi, V. M.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Dharamsi, A. N.

A. N. Dharamsi, J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 540 (1996).

Edner, H.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Flaud, J.-M.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Gamache, R. R.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Goldman, A.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Jia, S. T.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Johansson, T.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Labrie, D.

J. Reid and D. Labrie, J. Appl. Phys. B 26, 203 (1981).

Li, C. Y.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Lognoli, D.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Ma, W. G.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Margolis, J. S.

J. S. Margolis, J. Appl. Opt. 27, 4038 (1988).

Massie, S. T.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Mochi, I.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Pantani, L.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Perrin, A.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Raimondi, V.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Reid, J.

J. Reid and D. Labrie, J. Appl. Phys. B 26, 203 (1981).

Rinsland, C. P.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Rothman, L. S.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Silver, J. A.

Smith, M. A. H.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Stanton, A. C.

Svanberg, S.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Tipping, R. H.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Toth, R. A.

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Weibring, P.

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Werle, P.

P. Werle, Spectrochimica Acta Part A 54, 197 (1998).

Xiao, L. T.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Yin, W. B.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Zhao, J. M.

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (1)

D. Lognoli, G. Cecchi, I. Mochi, L. Pantani, V. Raimondi, R. Chiari, T. Johansson, P. Weibring, H. Edner, and S. Svanberg, Appl. Phys. B 76, 457 (2003).

Chin. J. Lasers (1)

W. B. Yin, J. M. Zhao, W. G. Ma, C. Y. Li, L. T. Xiao, and S. T. Jia, Chin. J. Lasers 30, 928 (2003).

J. Appl. Opt. (1)

J. S. Margolis, J. Appl. Opt. 27, 4038 (1988).

J. Appl. Phys. B (1)

J. Reid and D. Labrie, J. Appl. Phys. B 26, 203 (1981).

J. Phys. D: Appl. Phys. (1)

A. N. Dharamsi, J. Phys. D: Appl. Phys. 29, 540 (1996).

J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer (1)

L. S. Rothman, R. R. Gamache, R. H. Tipping, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, D. C. Benner, V. M. Devi, J.-M. Flaud, C. Camy-Peyret, A. Perrin, A. Goldman, S. T. Massie, L. R. Brown, and R. A. Toth, J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer 48, 469 (1992).

Spectrochimica Acta Part A (1)

P. Werle, Spectrochimica Acta Part A 54, 197 (1998).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.