2μm波段再入射离轴积分腔输出光谱设计与实验

• 作者: 卢兴吉 周子昕 曹振松 袁子豪 黄印博
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 再入射 离轴积分腔 中红外 高灵敏度
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 地球物理学、天文学和天体物理学
• 页码范围: 333-343
• 页数: 11页
• 字数: 3388字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190061

摘要

离轴积分腔输出光谱技术(off-axis integrated cavity output spectroscopy,OA-ICOS)是一种高灵敏度的激光光谱测量技术.但由于使用密集的高阶模进行光谱探测,OA-ICOS输出信号强度较低,使得探测灵敏度高度依赖于光源功率.针对该问题,本文引入光学再入射的方法,使激光再次注入光腔,以提高能量利用率和输出信号强度.本文使用三维光追踪模拟软件,设计再入射结构,研究了影响信号增益的多个因素.并搭建一套2μm波段的再入射OA-ICOS装置,开展了一系列研究实验.实验数据表明:再入射方法使OA-ICOS信号增强了8倍,信噪比提升了4.6倍,有效改善了探测灵敏度和光谱的吸收深度,缓解了探测中遇到的信号功率低的问题,为使用低功率光源和高反射率腔镜提供了有效的方法.