基于光腔衰荡光谱技术的痕量甲烷检测

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	基于光腔衰荡光谱技术的痕量甲烷检测
	宋绍漫 ; 颜昌翔
刊名	光谱学与光谱分析
	2020-07-10
卷号	40 期号:07 页码:2023-2028
关键词	激光谐振腔痕量气体甲烷吸收光谱
英文摘要	为精确测量氮气中痕量甲烷(CH_4)浓度,设计并搭建了基于三角环形腔的连续波光腔衰荡光谱(CW-CRDS)测量装置。衰荡腔为自主加工设计,由一片曲率半径为1 m直径为25 mm的凹面镜和两片直径为12.7 mm的平面镜围成,腔内光路总长为410 mm,腔体材料为殷钢。首先,对系统的基线损耗进行了测量,随后利用氮气作为混合气配置了五种不同浓度的CH_4与N_2的混合气,利用CH_4在1 653.7 nm的吸收峰(CH_42ν3带R5支)对气体进行检测,并根据吸收谱线特性,利用洛伦兹线型函数通过最小二乘法拟合出衰荡时间常数τ并计算CH_4浓度,所搭建装置对甲烷浓度(体积分数)的检测灵敏度可达54×10~(-9)(五点四亿分之一)。最后对浓度为510×10~(-9)(五千一百万分之一)的CH_4在6 046.7～6 047.2cm~(-1)范围内的吸收光谱进行了测量,并将测得数据依照腔自由光谱范围(FSR)分组后分别拟合出τ和吸收系数,将所得CH_4吸收系数与数据库中数据相比,其最大误差低于1.2×10~(-9) cm~(-1),最高精度达8.8×10~(-11) cm~(-1)。
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内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/64114]
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
作者单位	1.中国科学院大学材料与光电研究中心 2.中国科学院大学 3.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	宋绍漫,颜昌翔. 基于光腔衰荡光谱技术的痕量甲烷检测[J]. 光谱学与光谱分析,2020,40(07):2023-2028.
APA	宋绍漫,&颜昌翔.(2020).基于光腔衰荡光谱技术的痕量甲烷检测.光谱学与光谱分析,40(07),2023-2028.
MLA	宋绍漫,et al."基于光腔衰荡光谱技术的痕量甲烷检测".光谱学与光谱分析 40.07(2020):2023-2028.