本文關(guān)鍵詞： 光譜學(xué) 痕量檢測(cè) 吸收光譜 離軸積分吸收 水分含量　出處：《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》2017年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：介紹了基于分布式反饋(DFB)激光器作為光源的離軸積分腔吸收光譜裝置,并將其應(yīng)用于高純氮?dú)?N_2)以及標(biāo)準(zhǔn)甲烷(CH_4)中水汽含量的測(cè)量。將中心波長(zhǎng)為1392nm的出射光,通過準(zhǔn)直器耦合到長(zhǎng)度為60cm,由兩片高反射率鏡片組成的諧振腔內(nèi),透過腔的信號(hào)經(jīng)過聚焦后由光電探測(cè)器接收。利用CH_4標(biāo)準(zhǔn)氣體在不同壓強(qiáng)下對(duì)腔鏡的反射率進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)腔內(nèi)的壓強(qiáng)為1.599kPa時(shí),鏡片的反射率可達(dá)到0.99843±0.00003。選取H2O在7189.344cm~(-1)和7185.597cm~(-1)處的譜線分別對(duì)N_2和CH_4中的水汽進(jìn)行測(cè)量。在200s采集時(shí)間內(nèi),最佳噪聲等效吸收系數(shù)分別為1.65×10~(-8) cm~(-1)和3.75×10~(-8)cm~(-1),對(duì)應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)探測(cè)極限分別為2.28×10~(-6)和4×10~(-6)。采用本波段最強(qiáng)的吸收譜線(7181.155cm~(-1)),探測(cè)極限可以分別提高24倍和19倍左右,達(dá)到95×10~(-9)和210×10~(-9)。若采用反射率更高的鏡片,結(jié)合最強(qiáng)的吸收譜線,則該系統(tǒng)水汽體積分?jǐn)?shù)的探測(cè)極限可以達(dá)到10~(-12)量級(jí)。
[Abstract]:An off-axis integrated cavity absorption spectrometer based on distributed feedback DFB laser as a light source is introduced. It has been applied to the measurement of water vapor content in high purity nitrogen (C _ 2N _ 2) and standard Ch _ 4). The central wavelength of 1392 nm emission light is coupled to the length of 60cm by collimator. The resonator consists of two high reflectivity lenses. The signal through the cavity is received by the photodetector after focusing. The reflectivity of the mirror is calibrated by using CH_4 standard gas at different pressures. When the pressure in the cavity is 1.599kPa. The reflectivity of the lens can reach 0.99843 鹵0.00003.The H _ 2O is selected at 7189.344 cm ~ (-1) and 7185.597 cm ~ (-1). The water vapor in Ns _ 2 and CH_4 was measured respectively. The optimum noise equivalent absorption coefficients are 1.65 脳 10 ~ (-8) cm ~ (-1) and 3.75 脳 10 ~ (10) ~ (-8) cm ~ (-1) respectively. The corresponding detection limits of volume fraction are 2.28 脳 10 ~ (-6) and 4 脳 10 ~ (-1) respectively. The strongest absorption line in this band is 7181.155 cm ~ (-1) ~ (-1). The detection limit can be increased by 24 and 19 times, respectively, to 95 脳 10 ~ (-9) and 210 脳 10 ~ (10) ~ (-9). If a lens with higher reflectivity is used, the strongest absorption line can be combined. The detection limit of water vapor volume fraction of the system can reach 10 ~ 12).
【作者單位】： 南昌航空大學(xué)江西省光電檢測(cè)技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室;南昌航空大學(xué)無損檢測(cè)與光電傳感技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(41265011) 江西省研究生創(chuàng)新專項(xiàng)資金(YC2015-S330) 人社部留學(xué)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目擇優(yōu)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：O433.1;TN248
【正文快照】： 063001-1the system can be up to the level of 10-12 if the mirrors with a higher reflectivity and the strongest absorption lineare used.高新技術(shù)密集產(chǎn)業(yè),特別是半導(dǎo)體行業(yè),需要對(duì)水汽含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和控制[1]。例如,半導(dǎo)體生產(chǎn)過程需要大量的N2、Ar或He作為保護(hù)

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