基于可调谐二极管激光吸收光谱的痕量水汽测量

作     者：臧益鹏 聂伟 许振宇 彭于权 阚瑞峰 Zang Yipeng;Nie Wei;Xu Zhenyu;Peng Yuquan;Kan Ruifeng

作者机构：中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2018年第38卷第11期

页      面：385-390页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFC0804900) 

主　　题：光谱学 吸收光谱 高纯氮气 水汽 多次反射池 背景吸收扣除 

摘      要：采用可调谐二极管激光吸收光谱技术对高纯氮气中的痕量水汽进行检测。首先,在自主设计的多次反射池中,利用体积分数为1.007×10^(-3)的CH_4作为标准气体,运用1654 nm附近的CH_4吸收光谱,采用三线拟合方法同时拟合3条中心频率相近(小于0.01 cm^(-1))、低态能级相同的吸收线,测量得到多次反射池的精确光程;然后,研究可调谐二极管激光吸收光谱系统中激光器干涉背景和周围空气段的吸收本底,获得可调谐二极管激光吸收光谱系统的精确本底;最后,利用激光器波长为1854 nm的可调谐二极管激光吸收光谱系统(探测灵敏度为1.14×10^(-6))对高纯氮气中水汽的浓度进行测量,通过严格的背景吸收扣除以及多线Voigt线型模型拟合得到了无背景吸收的水汽光谱,进而获得高纯氮气中水汽的体积分数。结果表明:得到的实验高纯氮气中水汽的体积分数与国家标准规定的高纯氮气中水汽的体积分数的最大偏差为10.33%。