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Broad-Range Detection of Water Vapor using Cavity Ring-down Spectrometer

Chinese Journal of Chemical Physics 2015年第4期28卷 -页

作者： Bing Chen Jin Wang Yu R.Sun Peng Kang An-wen Liu Jian-ying Li Xiao-lei He Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale iChem Center University of Science and Technology of China Hefei 230026 China Meteorological Observation Centre China Meteorological Administration Beijing 100081 China

Quantitative measurement of water vapor is essential in many fields including semiconduc- tor industry, combustion diagnosis, meteorology, and atmospheric studies. We present an optical hygrometer based on cavity ring-down spectroscopy. The instrument is high-vacuum compatible, self-calibrated by using the free-spectral-range of the ring-down cavity made of low-thermal-expansion Invar. Using a single tunable diode laser working at 1.39 μm, detec- tion of trace water vapor in vacuum and in high-purity helium gas, and also determination of humidity at ambient conditions, have been demonstrated. It indicates that the instrument can be used to detect the partial pressure of water vapor in a very broad range from 10?7Pa to 103Pa. Such an optical hygrometer can be potentially applied as a primary moisture standard to determine the vapor pressures of water (ice) at low temperatures.

关键词： Cavity ring-down Water vapour ro-vibrational spectroscopy

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