磁旋转腔增强光谱技术

为了提高吸收光谱的探测灵敏度,在弱吸收或短光程吸收的情况下实现高灵敏探测,将腔增强光谱技术与磁旋转光谱技术有效地结合起来,发展了高灵敏的磁旋转腔增强吸收光谱技术,并通过测量O2 的三重禁戒跃迁谱线验证了该技术的探测灵敏度。实验采用环型增强腔,以避免光束的返回对激光器的干扰。给出了腔的耦合匹配条件,以及镜面反射率、腔损耗对增强因子的影响;同时也给出了在实验中对光谱信号的处理方法。测量结果表明,在谐振腔精细度为F=48,腔内总损耗为13%,以及腔镜的耦合效率为 95%的情况下,对 O2 分子最小相对吸收度约为4.5×10-8(1 s积分时间)。     

CO+分子离子彗尾带系在近红外区域的光谱研究

CO 分子离子是一种重要的瞬态自由基分子,许多研究者对该带系进行了大量的研究。文章采用光外差-磁旋转-速度调制光谱技术测量了12C16O 分子离子彗尾带系(A2Πi-X2Σ )在近红外区域的3个支带(0,3),(1,4)和(3,6)的振转吸收光谱。利用最小二乘法拟合,得到了上态A2Πi(ν′=0,1,3)的精确的分子常数。进一步验证了光外差-磁旋转-速度调制光谱技术在吸收光谱测量中的优越性。     

CO三重带系d^3Δ-α^3∏（4，0）和（5，0）带激光光谱研究

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法，可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在16400～16650cm^-1和17450～17750cm^-1波段内直接观测到CO三重带系d^3△←α^3∏(4，0)(5，0)振转吸收光谱。这种跃迁的上态d^3△1(v=4)，d^3△2(v=4)，d^3△1(v=5)分别与A^1∏(v=0)，D^1△(v=0)和A^1∏（v=1)态存在微扰相互作用。通过对所测量到的CO三重带系(4，0)(5，0)振转谱带作了包含微扰相互作用在内的分析，获得了上态d^3△(v=4，5)的精确的分子转动光谱常数。     

激光光谱学

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法,可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在16 400一16 650em一'和17 450一17 750 cm一'波段内直     

CO三重带系d3Δ-a3Π(4,0)和(5,0)带激光光谱研究

光外差磁旋转浓度调制激光光谱技术属于一种高灵敏度的吸收光谱测量方法 ,可以用于瞬态分子和激发态分子光谱的检测。采用这种技术分别在 16 4 0 0～ 16 6 5 0cm-1和 174 5 0～ 1775 0cm-1波段内直接观测到CO三重带系d3 Δ←a3 Π(4,0 ) (5 ,0 )振转吸收光谱。这种跃迁的上态d3 Δ1(v =4 ) ,d3 Δ2 (v =4 ) ,d3 Δ1(v =5 )分别与A1Π(v =0 ) ,D1Δ(v =0 )和A1Π(v =1)态存在微扰相互作用。通过对所测量到的 CO三重带系 (4,0 ) (5 ,0 )振转谱带作了包含微扰相互作用在内的分析 ,获得了上态d3 Δ(v =4 ,5 )的精确的分子转动光谱常数。     

激光光谱学

O433.54 2004004057 光外差磁旋转速度调制光谱技术的参量优化=Optimization of optical heterodyne magnetic rotation enhanced velocity modulation spectroscopy[刊,中]/甘雨洁(华东师范大学物理系,光谱学与波谱学教育部重点实验室.上海(200062)),李伟…∥量子电子学报.—2004,21(3).—295-301 光外差磁旋转速度调制光谱技术是一种对离子分子选择性测量的高灵敏激光吸收光谱技术。本文将以N_2~ 和CO~ 为例,主要讨论该技术的高灵敏度和高信噪比的特点,分析影响实验结果的各个参量,介绍光谱信号测量中的优化过程。图9参16(杨妹清)     

CN红带A 2Пi-X 2Σ+(6, 1)和(7, 2)带振转光谱研究

通过微量CH3CN(36 Pa)与He(660 Pa)混合气体交流Penning辉光放电获得CN自由基分子, 采用光外差-磁旋转-浓度调制光谱技术, 在可见光波段16 850～17 480 cm-1进行了转动分辨光谱测量, 分别标识了CN分子红带A 2Пi-X 2Σ+(6, 1)和(7, 2)138条和118条的转动光谱(其余光谱为C2自由基及CN红带(8, 3)带光谱). 理论拟合分子常数时考虑电子态间的微扰作用, 采用有效哈密顿量矩阵对角化获得了A 2Пi(ν=6, 7)态更精确的分子常数及电子态A 2Пi(ν=7)与 X 2Σ+ (ν=11)之间的微扰常数ξ, η, 总体拟合方差均小于实验误差0.007 cm-1, 表明拟合结果是非常精确的.     

CO2分子的近红外二极管激光吸收光谱灵敏探测

利用近红外二极管激光波长调制技术与二次谐波探测结合初步观测了CO2 分子在波长 1.5 7μm附近的吸收 ,获得了最小可探测吸收为 8.6× 10 -5(信噪比为 2 ) ,对应 5 0 0× 10 -6m-1的探测灵敏度。     

塞曼调制磁旋转光谱技术在磁场测量中的应用

首次提出采用塞曼调制-磁旋转光谱技术制成NO₂分子磁场计的可能性.并对不同进场下,NO₂分子塞曼调制磁旋转光谱16846.20cm^-1谱线强度进行了测量,提出了这种新型磁强计的设计原理,并阐述了该磁强计的特点.     

N2^＋分子离子的B^2Σu^＋、A^2Ⅱu和X^Σg^＋电子态光谱研究

采用光外差-磁旋转-速度调制吸收光谱技术，在可见光波段范围16800-17573cm^-1，对N2^+的A^2Ⅱu-X^2Σg^+（12，6）、（11，5）、（7，2）带和B^2Σu^+-x^2Σg^+(1,5)带进行了测量和分析，推导了双原子分子振动转能级在受到微扰作用时的有效哈密顿量形式，并分析了N^2+的A^Ⅱu-B^2Σu^+之间存在的微扰相互作用，通过与实验数据的拟合得到了精确的电子态微扰常数ξe、η。     

Study of hot bands in the B2Σ+u-X2Σ+g system of C-2 anion

Optical heterodyne magnetic rotation enhanced velocity modulation spectroscopy was employed to observe the visible absorption spectra of the B^2Σ^+_u-X^2Σ^+_g electronic transition of C^-_2. Four hot bands (0,1), (1,2), (2,3) and (3,4) have been observed and the band (3,4) is measured directly for the first time, so far as we know, by absorption. A rotational analysis was carried out to obtain molecular constants. With the Franck－Condon principle and the vibrational Boltzmann distribution, we have estimated the vibrational temperature of C^-_2 to be about 3000K.     

相敏式激光啁啾色散光谱技术在高吸收度情况下的应用

研究了相敏式激光啁啾色散光谱法在高吸收度情况下的应用.用窄频半导体激光器作为光源,利用一工作于载波抑制模式的铌酸锂电光强度调制器调制单频激光,在单频激光两侧产生两个边频分量,并通过两边频分量产生外差干涉信号.利用外差干涉的相位波动来测量甲烷气体位于1653.7 nm附近的折射率波动,通过气体折射率与吸收系数之间的Kramers-Kronig关系计算甲烷气体浓度.传统的波长调制光谱法受限于郎伯-比尔定律,在应用于高吸收度的情况时,存在灵敏度下降的问题,甚至出现随气体浓度上升输出信号反而下降的现象.实验结果显示,相同实验条件下,波长调制光谱法的线性测量范围为38.1—1500 ppm·m,线性测量的动态范围仅为16 d B;而相敏式激光啁啾色散光谱法在很大的吸收度范围内均具有线性输出,检出限低至47.3 ppm·m,线性测量范围上限为174825 ppm·m,具有超过35 d B的动态范围.     

Selective trace detection of asymmetric rotor molecules by stark-modulated phase fluctuation optical heterodyne spectroscopy

Stark modulation of vibration-rotational absorption resonances in five asymmetric rotor molecules with hindered internal rotation allows selective detection of trace organic gas concentrations in air by means of phase fluctuation optical heterodyne spectroscopy. A parallel-beam interferometric configuration is described.     

高灵敏度激光吸收光谱中的微弱信号处理

可调谐二极管激光频率调制吸收光谱（FM-TDLAS）技术是一种高灵敏度的痕量气体检测方法。为改善以CH₄为目标气体检测系统的信噪比,提高系统的检测灵敏度,以双平衡混频器（double balanced mixer）为核心,设计了一套用于提取被噪声淹没的微弱信号的调制解调高频相敏探测器。在对高频相敏探测器进行具体设计和分析的基础上, 结合实验,利用CH₄气体在1653nm附近的近红外吸收光谱,对整体电路的性能进行了测试,获得了具有较高信噪比的二次和一次谐波信号,检测灵敏度可达10×10^-6。     

一种新型的分子离子吸收光谱技术

将频率调制和磁旋转 技术应用于速度调制激光光谱技术中,形成一种全新的具有高灵敏度的分子离子光谱测量技术,它不仅保留了速度调制光谱技术掏中性分子吸收信号的特点,同时使噪声达到散粒噪声的测量极限。     

Absorption spectrum of the (2, 1) band in the AПi-XΣ system of CS cation

The spectrum of CS⁺ cation was recorded in the 12,235-12,600 cm⁻¹ region by employing optical heterodyne velocity modulation absorption spectroscopy. In combination with simultaneous measurement of optical heterodyne concentration modulation absorption spectroscopy, the spectral lines of CS⁺ blended with the neutral CS lines were identified and extracted from the observed spectra. One hundred and eighty-two spectral lines of CS⁺ were assigned to the (2, 1) band in the A²П_i-X²Σ⁺ system and the improved molecular constants of the upper level (υ = 2) in the A²П_i state were derived by nonlinear least squares fitting.     

Rotational analysis of weak (4, 6) hot band in the comet-tail (AΠi-XΣ) system of the CO

The ro-vibrational spectrum of the weak (4, 6) hot band in the comet-tail (A²Π_i-X²Σ⁺) system of CO⁺ is observed by employing optical heterodyne and magnetic rotation enhanced velocity modulation spectroscopy. One hundred and twenty-four spectral lines are assigned to this band; thus, precise molecular constants of the levels involved are obtained from a weighted nonlinear least-squares fitting procedure combining with our previous spectrum of the (3, 6) band.     

调谐半导体激光吸收光谱自平衡检测方法研究

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是利用半导体激光器的波长调谐特性,扫描待测气体特征吸收线,从而获得待测气体的浓度信息。基于可调谐半导体激光吸收光谱的自平衡检测方法能够有效地消除激光器光强波动等共模噪声和其他同性干扰的影响。实验表明自平衡检测方法可以获得较理想的结果,检测限低于体积比1.2×10-6,与直接吸收光谱法相比降低了一个数量级。自平衡检测电路简单,自带的电子增益补偿机制能够自动进行平衡探测,该方法不用加信号调制和锁相放大器,直接探测待测气体的吸收光谱,从而降低成本,减小系统装置体积,易于集成为便携式痕量气体检测仪。