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光腔衰荡光谱研究PH2自由基在465-555nm的光谱

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Chinese Journal of Chemical Physics 2011年第1期24卷 8-15,I0003页

作者：赵东锋秦成兵张群陈旸中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室化学物理系合肥230026

采用光腔衰荡光谱记录了465--555nm范围内PH2自由基在射流冷却条件下的吸收光谱．在超声射流条件下对氩载气中的PH3和HSF6混合物直流放电产生PH2自由基．得到了7个有精细转动结构的振转谱带，并归属为PH2自由基AOAl-X^2B1电子跃迁的 0 ... 详细信息

采用光腔衰荡光谱记录了465--555nm范围内PH2自由基在射流冷却条件下的吸收光谱．在超声射流条件下对氩载气中的PH3和HSF6混合物直流放电产生PH2自由基．得到了7个有精细转动结构的振转谱带，并归属为PH2自由基AOAl-X^2B1电子跃迁的 0 0^0、2 0^n等、2 1^n=1-3）跃迁．在已有的基础上，重新归属每一个振转谱带的转动量予数和转动项值；进一步精细化转动常数、离心畸变常数和自旋转动相瓦作用常数．另外还简单讨论了每个K结构受到其它电子态的微扰．

关键词： PH2自由基直流放电光腔衰荡光谱

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光腔衰荡光谱方法探测痕量一氧化碳气体

光谱学与光谱分析 2015年第4期35卷 971-974页

作者：陈兵周泽义康鹏刘安雯胡水明中国科学技术大学合肥微尺度国家实验室安徽合肥230026 中国计量研究院北京100013

基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系... 详细信息

基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系数)达到5×10-12 cm-1。利用热隔绝的方式稳定衰荡腔长,并使用衰荡光腔自身作为光学标准具,来标定光谱的频率:利用反馈式光谱扫描程序步进改变激光器频率,使之与衰荡腔的纵模频率逐一匹配,从而实现所测得光谱的自动标定。通过测量一氧化碳分子在1.565μm附近的吸收光谱,测定气体中一氧化碳的含量。将光谱测量结果和标准样品中的一氧化碳含量进行对比,对装置的定量精度进行了检验,表明其对一氧化碳的探测极限达4ppbv。利用该装置对实际大气中一氧化碳的含量进行了实时监测。

关键词：光腔衰荡光谱 DFB半导体激光器一氧化碳大气监测

光腔衰荡光谱法走航连续观测海表大气中氧化亚氮

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环境科学学报 2018年第9期38卷 3482-3487页

作者：刘云松周凌晞臧昆鹏程巳阳中国气象科学研究院北京100081 国家海洋环境监测中心国家海洋局近岸海域生态环境重点实验室大连116023

基于最新型Picarro G5101i型光腔衰荡光谱仪,自行设计并集成了适用于海表大气氧化亚氮的船基走航连续观测系统.实验室测试结果显示,该系统准确度优于1.4×10-9mol·mol-1,精密度优于0.2×10-9mol·mol-1.通过搭载2017年春季黄海和东海... 详细信息

基于最新型Picarro G5101i型光腔衰荡光谱仪,自行设计并集成了适用于海表大气氧化亚氮的船基走航连续观测系统.实验室测试结果显示,该系统准确度优于1.4×10-9mol·mol-1,精密度优于0.2×10-9mol·mol-1.通过搭载2017年春季黄海和东海综合调查航次,首次在我国开展了海表大气中氧化亚氮的船载走航式连续观测研究.实践证明,该系统操作简便,运行稳定可靠,可获取高频率高精度的海表大气氧化亚氮摩尔分数数据.同时,基于实际观测工作,初步优化建立了相应的数据质量控制和处理方法,为获取具有国际可比性的观测数据奠定了基础.观测结果显示,春季黄海和东海海表大气中氧化亚氮的摩尔分数范围为(331.0~345.1)×10-9mol·mol-1,平均值为(333.5±1.4)×10-9mol·mol-1.

关键词：黄海东海走航观测氧化亚氮光腔衰荡光谱

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强流离子源光腔衰荡光谱应用研究

光谱学与光谱分析 2018年第2期38卷 346-351页

作者：胡纯栋焉镜洋王艳梁立振中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

强流离子源是托卡马克中性束注入器的核心部件,为了满足未来对高能量离子束中性化效率的要求,负离子源成为中性束注入系统的首选。光腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)是一种超高灵敏探测吸收光谱技术。在强流负离子源中... 详细信息

强流离子源是托卡马克中性束注入器的核心部件,为了满足未来对高能量离子束中性化效率的要求,负离子源成为中性束注入系统的首选。光腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)是一种超高灵敏探测吸收光谱技术。在强流负离子源中,利用氢负离子的光致剥离过程,CRDS可以用来测量氢负离子的绝对积分密度。与激光光致剥离法与光学发射光谱法相比,CRDS具有不受电磁干扰、不依赖等离子体参数、测量精度高等优点。强流离子源负离子密度测量所用CRDS系统由激光器、光学谐振腔、光电探测器和数据采集系统四部分组成。本文根据CRDS测量氢负离子密度的原理,详细推导了氢负离子密度的计算方法,给出了氢负离子密度测算表达式;然后,结合强流离子源实验室应用的具体情况,分析了各部分装置的选择原则与注意事项;最后,介绍了CRDS技术在德国马克斯-普朗克等离子体物理研究所、日本国立聚变科学研究所、意大利Consorzio RFX研究所强流负离子源研究中的应用情况。实验结果表明,源腔气压、源功率等源参数会影响氢负离子密度;铯的注入可以将氢负离子密度从1016 m-3量级提高到1017 m-3量级;同时,日本NIFS的实验结果证明氢负离子密度与引出电流呈线性关系。

关键词：光腔衰荡光谱氢负离子强流离子源

光腔衰荡光谱法走航连续观测海表大气中CH_4

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环境科学学报 2013年第5期33卷 1362-1366页

作者：臧昆鹏赵化德王菊英徐雪梅霍城郑楠国家海洋环境监测中心国家海洋局近岸海域生态环境重点实验室大连116023

以基于高精度光腔衰荡光谱法(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)的Picarro G2301型分析仪为核心,自主设计、组装,建立了适用于船载走航连续观测大气CH4的系统.采用可溯源至世界气象组织全球大气观测网(WMO-GAW)的标准气序列开展多次... 详细信息

以基于高精度光腔衰荡光谱法(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)的Picarro G2301型分析仪为核心,自主设计、组装,建立了适用于船载走航连续观测大气CH4的系统.采用可溯源至世界气象组织全球大气观测网(WMO-GAW)的标准气序列开展多次测试,并建立了外标法线性校正方程.测试表明,该系统对CH4响应精密度优于0.5×10-9,准确度优于0.1%,5个月内漂移小于0.3×10-9.同时,结合船载走航连续观测的特点,优化建立了观测数据处理与质量控制方法,以保证所获数据的高质量和国际可比性.分别于2011年7月和2012年5月,率先在北黄海及渤海海峡区域开展了海表大气CH4的走航连续观测.实践证明,该系统操作简便,运行稳定,适用于船载走航连续海表大气CH4的研究,可获取高精度高时空分辨的观测数据.其中,2011年7月观测到的CH4浓度范围为1823.8×10-9～2020.7×10-9,2012年5月为1887.2×10-9～2136.2×10-9,均呈渤海海峡区域浓度高,北黄海中部区域浓度低的分布特征.

关键词：光腔衰荡光谱走航连续观测大气甲烷北黄海渤海海峡

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一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测

光学精密工程 2022年第4期30卷 363-371页

作者：胡迈陈祥张辉胡梦鹏金文玲李萌阚瑞峰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安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术。将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3 m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布... 详细信息

本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术。将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3 m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布式反馈激光器对于二氧化碳气体分子6361.25 cm^(-1)处超精细跃迁线的频率锁定。采用波分复用方法对空腔衰荡时间和有气体吸收时的衰荡时间进行同时测量,在330 mm光学谐振腔上得到了4.82×10^(-10) cm^(-1)的系统检测限。在较大的二氧化碳浓度范围内,系统具有良好的线性响应,线性相关系数大于0.9999。系统长时间的观测结果与Picarro商用仪器的数据高度吻合,二者偏差小于1.0%。该系统论证了一次谐波锁定激光频率至分子超精细跃迁线并用于光腔衰荡光谱系统实现快速痕量气体检测的可行性。

关键词：相位调制一次谐波锁频光腔衰荡光谱快速痕量气体检测

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基于量子级联激光器光腔衰荡光谱技术的痕量氨气检测

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红外与毫米波学报 2012年第5期31卷 431-436页

作者：曲哲超李斌成韩艳玲中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院研究生院北京100039

采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析... 详细信息

采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析,氨气的检测灵敏度达到10 ppb.模拟分析了激光器光谱线宽对测量结果和系统检测灵敏度的影响,随着激光器光谱线宽的增加,测量结果偏低,系统检测灵敏度下降.为了减小光源线宽对测量结果的影响,通过修正曲线对测量数据进行修正,得到了较好的结果.

关键词：光腔衰荡光谱量子级联激光器氨气线宽

光腔衰荡光谱技术研究AsH_2自由基:~2A_1(000)—■~2B_1(000)

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科学通报 2009年第20期54卷 3190-3197页

作者：赵东锋秦成兵张群陈旸合肥微尺度物质科学国家实验室中国科学技术大学化学物理系合肥230026

采用光腔衰荡光谱(cavity ringdown spectroscopy,CRDS)技术在19870～20250cm-1能量范围内研究了AsH2自由基A2A1(000)-X2B1(000)带的高灵敏高分辨吸收光谱.AsH2自由基由AsH3/Ar混合气脉冲直流放电产生.通过对Ka′≤5,N′≤10的777根谱线进行了转动标识和最小二乘拟合,获得了精确的激发态光谱常数和转动项值.其中转动项值和部分高阶光谱常数均为首次得到.通过分析发现部分Ka′≤4的转动能级和全部Ka′≤5的能级受到了扰动,扰动很可能来自于基态的高振动激发态.

关键词： AsH2自由基脉冲直流放电光腔衰荡光谱

高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱方法探测大气CH4含量

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光学学报 2015年第9期35卷 338-344页

作者：孙丽琴陈兵阚瑞峰李明星姚路魏敏何亚柏中国科学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

搭建了基于近红外连续激光器的高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱仪(SC-CRDS)。通过压电陶瓷(PZT)快速扫描腔长,并用跟踪电路使腔长自动跟踪激光波长变化,实现衰荡光谱的快速测量。利用CH4在1653.73 nm(6046.95 cm-1)附近的光谱吸收峰,用该... 详细信息

搭建了基于近红外连续激光器的高灵敏度快速扫描光腔衰荡光谱仪(SC-CRDS)。通过压电陶瓷(PZT)快速扫描腔长,并用跟踪电路使腔长自动跟踪激光波长变化,实现衰荡光谱的快速测量。利用CH4在1653.73 nm(6046.95 cm-1)附近的光谱吸收峰,用该装置对CH4气体含量进行测量。通过测量多个光谱点确定吸收线中心吸收峰值和激光波长,并反馈补偿激光中心波长使其稳定在吸收线,成功解决了由于激光器波长/频率严重漂移导致的不能持续准确测量问题。利用标准浓度的CH4样品校准其1653.73 nm吸收峰谱线强度。该光腔衰荡光谱仪装置结构简单,性能稳定,CH4浓度检测限达到1.0×10-9,可用于长时间监测室外空气中的CH4浓度。

关键词：光谱学高灵敏度光学探测光腔衰荡光谱空气污染监测激光传感器甲烷