连续波腔衰荡吸收光谱技术中的模式匹配研究

• 作者: 李哲 张志荣 夏滑 孙鹏帅 余润罄 王华东 吴边
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 光谱学 腔衰荡吸收光谱技术(CRDS) 模式匹配 波长调制 腔长调制 衰荡时间
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 光谱学|Spectroscopy
• 页码范围: 174-183
• 页数: 10页
• 分类号: O433.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202249.0411001

摘要

对比了波长调制和腔长调制两种方式实现模式匹配的性能特点,通过测量空腔衰荡时间并进行Allan方差分析,得到两种调制方式的衰荡时间分别为(5.239±0.077) μs和(5.252±0.058) μs,该系统的吸收系数检测限为1010量级.对于甲烷气体浓度,通过步进式改变入射激光的波长,描绘了甲烷气体的吸收谱线,其检测限可达10-9量级.利用波长调制和腔长调制方式得到环境中甲烷气体的浓度分别为1.868×10-6和1.870×10-6.实验结果表明,虽然波长调制和腔长调制均能实现模式匹配,完成痕量甲烷气体的测量,但是通过对比可知:腔长调制方式具有更高的测量精度和更低的浓度检测限;波长调制方式发挥了可调谐激光器的优势,结构相对简单,无需压电陶瓷等附加的机械结构.因此,在实际应用中可根据需求在测量性能和装置复杂度及成本之间进行取舍.