近共心腔气体拉曼光谱增强方法研究

• 作者: 杜增丰 杨德旺 王振南 郑荣儿 郭金家
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 物理学
• 关键词: 拉曼信号增强 近共心腔 探测灵敏度 甲烷
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 645-648
• 页数: 4页
• 分类号: O433.1
• 字数: 1686字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2015)03-0645-04

摘要

对海水中溶存气体（甲烷、二氧化碳等）的探测是海洋环境监测和资源探测的重要环节，由于拉曼光谱技术可实现多组分同时探测的优势，被视为发展海洋溶存气体探测技术的首选，而探测灵敏度的提高则是推动该项技术实用化的关键。针对提高拉曼光谱气体探测灵敏度这一问题，设计并搭建了一套基于近共心腔拉曼信号增强系统，开展了信号收集方向和激发光多次散射模式对信号强度和信噪比影响的研究。研究发现，信号收集方向与腔镜光轴之间的夹角越小，所收集的信号越强、信噪比越大，当夹角为30度时，信噪比是垂直方向的16倍；近共心腔直线型多次反射模式，与共心腔模式相比信噪比增强了近三倍。采用最优化实验条件，该系统与常规拉曼系统相比，信号强度和信噪比增强效果均在70倍左右。根据该系统对空气中 CO2的相应强度（空气中 CO2的浓度为0．648 mg·L－1），以三倍于噪声强度计算检测限，估算出该系统对 CO2的探测灵敏度约为0．19 mg·L－1，依据 CO2与 CH4拉曼散射截面比为1／6，估算该系统对甲烷的检测限约为11．5μg·L－1。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑荣儿	中国海洋大学光学光电子实验室	101	760	16.0	21.0
2	郭金家	中国海洋大学光学光电子实验室	37	238	9.0	14.0
3	王振南	中国海洋大学光学光电子实验室	6	66	5.0	6.0
4	杜增丰	中国海洋大学光学光电子实验室	5	28	4.0	5.0
5	杨德旺	中国海洋大学光学光电子实验室	8	21	3.0	4.0