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中红外腔衰荡光谱技术的研究进展及应用
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作者 孙乐 貊泽强 +2 位作者 胡誉元 唐吉龙 魏志鹏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-335,共13页
中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优... 中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优势,介绍了中波红外CRDS技术特点并分析对比了近红外与中红外波段的CRDS技术差异,论述了基于中红外波段的CRDS技术研究现状,最后基于应用研究进展对其前景进行了展望。 展开更多
关键词 光谱 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测
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基于中红外腔衰荡光谱的CO_(2)检测系统研制
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作者 张俊博 毛娜请 +4 位作者 徐利军 罗瑞 李元桥 来居翰 刘蕴韬 《同位素》 CAS 2024年第5期438-446,共9页
^(14)C是核反应放射性流出物中最受关注的放射性核素之一,核设施产生的^(14)C主要与CO_(2)标记,因此对^(14)CO_(2)气体进行在线检测具有重要意义。本研究采用腔衰荡光谱技术(CRDS),以CO_(2)为研究对象,选取^(14)CO_(2)吸收谱线的中心波... ^(14)C是核反应放射性流出物中最受关注的放射性核素之一,核设施产生的^(14)C主要与CO_(2)标记,因此对^(14)CO_(2)气体进行在线检测具有重要意义。本研究采用腔衰荡光谱技术(CRDS),以CO_(2)为研究对象,选取^(14)CO_(2)吸收谱线的中心波长2 209.11 cm^(-1)附近检测^(14)CO_(2)的吸收光谱。采用中红外波段量子级联激光器、光学谐振腔、合理的光路设计和气体管路设计,研制基于中红外腔衰荡光谱的CO_(2)检测系统。并采用研制的系统检测不同浓度的CO_(2)(0.5%~1.3%)进行验证。结果表明,待测气体浓度与衰荡时间的倒数之间呈线性相关,证实研制的中红外腔衰荡光谱系统可行。该系统成功实现了对不同浓度CO_(2)气体在中红外波段下的精准测量,使用中红外腔衰荡技术测量得到^(14)CO_(2)的吸收光谱。为未来激光光谱快速原位检测^(14)CO_(2)研究提供了重要的技术支持。 展开更多
关键词 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测系统研制 CO_(2)气体检测
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卡尔曼滤波方法在腔衰荡光谱技术探测气体中的应用
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作者 李德浩 王丹 +1 位作者 李治艳 陈浩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2727-2732,共6页
腔衰荡光谱技术(CRDS)是一种高灵敏度的痕量气体浓度测量技术,其中衰荡时间的处理尤为重要。为减小由采集和实时测量过程中的噪声影响而引入的衰荡信号测量误差,采用了卡尔曼(Kalman)滤波处理腔衰荡光谱。该方法通过传统滤波方法预处理... 腔衰荡光谱技术(CRDS)是一种高灵敏度的痕量气体浓度测量技术,其中衰荡时间的处理尤为重要。为减小由采集和实时测量过程中的噪声影响而引入的衰荡信号测量误差,采用了卡尔曼(Kalman)滤波处理腔衰荡光谱。该方法通过传统滤波方法预处理获取卡尔曼滤波参数观测噪声协方差σ_(v)^(2)(R),并调整过程激励噪声协方差σ_(w)^(2)(Q),评估滤波效果来优化测量结果。采用含有白噪声的模拟衰荡信号,利用线性回归总和法(LRS)拟合出本底衰荡时间和衰荡时间并进行卡尔曼滤波处理。从均值、标准偏差、残差标准偏差(RMSE)和不同噪声水平四个方面来比较分析,获取合适的Q值范围,分别是小于1×10^(-7)和0.001。实验条件下,应用基于中心波长405nm的二极管激光器和反射率达99.99%以上的高反镜搭建的CRDS气体检测系统,进行大气环境下的NO_(2)浓度测量。采用卡尔曼滤波对本底衰荡时间和衰荡时间进行处理分析。实验结果表明:(1)选取Q值小于1×10^(-7)的卡尔曼滤波处理本底衰荡时间,滤波后的最低检测限提高了9.12倍,并达到4.9×10^(-11);(2)取Q值为0.001处理衰荡时间,保留了时间响应信息,达到明显的降噪作用;(3)系统时间分辨率为1s,相比于以往降低时间分辨率以提高检测限的方法,卡尔曼滤波方法提升了系统灵敏度。实验结果与模拟结果的吻合度,验证了卡尔曼滤波在稳定性和降噪方面的效果。卡尔曼滤波方法在CRDS光谱探测气体的应用,具有很好的实用性,为其他气体的测量优化提供了方法和参考依据。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 卡尔曼滤波 气体检测 降噪 检测限
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基于光腔衰荡光谱技术NO_(3)和N_(2)O_(5)在线测量系统的表征与应用
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作者 张田甜 左澎 +3 位作者 马璟钰 叶春翔 林伟立 朱彤 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期563-574,共12页
报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜... 报道自主研发的基于光腔衰荡光谱技术的大气NO_(3)/N_(2)O_(5)在线测量系统及其参数表征结果。在时间分辨率为1min的情况下,NO_(3)和N_(2)O_(5)最低检测限分别为1.7×10^(-12)和2.9×10^(-12)。在采样流量6L/min和使用1天滤膜的情况下,利用标准源实验确定NO_(3)和N_(2)O_(5)的采样损耗分别为17.0%和18.0%。Allan方差分析结果表明,在60~100s积分条件下可获得较好的系统稳定性。在北京城区开展大气NO_(3)和N_(2)O_(5)观测,结果表明测量系统可以满足大气环境中NO_(3)及N_(2)O_(5)的高灵敏度测量。 展开更多
关键词 NO_(3) N_(2)O_(5) 腔衰荡光谱技术 参数表征
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光腔衰荡光谱法测定质子交换膜燃料电池用氢气中的痕量氨 被引量:1
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作者 杨孟智 王亚敏 +1 位作者 万伟 刘雅琼 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期554-559,共6页
氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的... 氨是质子交换膜燃料电池用氢气杂质控制中的一项重要指标,但现行检测方法存在检测限高或前处理繁琐等问题。为提升检测灵敏度和效率,应用光腔衰荡光谱技术对质子交换膜燃料电池用氢气中痕量氨进行测定。实验结果表明:光腔衰荡光谱法的测定结果受管路死体积及测试压力影响较小;光腔衰荡光谱法的平衡时间受管路死体积及测试流量影响较大。在氨摩尔分数0.01~10.20μmol/mol范围内该方法具有良好的准确性,不受质子交换膜燃料电池用氢气中水、硫化氢、一氧化碳等杂质的干扰,是一种操作简便、灵敏度高、准确性好的测试方法,对完善燃料电池车用氢气质量管理体系具有一定意义。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 质子交换膜燃料电池 氢气 痕量
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LabVIEW在腔衰荡光谱检测系统中的应用
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作者 秦浩 凌六一 《东莞理工学院学报》 2024年第1期73-78,共6页
腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)具有高精度和高灵敏度,是一种常应用于微量气体浓度检测的方法,而采用这项技术的关键就是衰荡时间的准确获取。本文为此设计一种基于LabVIEW的腔衰荡信号在线处理系统,实现对衰荡信... 腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)具有高精度和高灵敏度,是一种常应用于微量气体浓度检测的方法,而采用这项技术的关键就是衰荡时间的准确获取。本文为此设计一种基于LabVIEW的腔衰荡信号在线处理系统,实现对衰荡信号的实时采集、平均、拟合、显示和保存。采用外部调制二极管激光器和高反腔搭建CRDS装置,获取实际的衰荡信号,用该系统处理测得的衰荡信号与其他软件的处理结果对比。实验表明,所编写的在线腔衰荡信号处理系统,可实现对衰荡时间的准确获取。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱技术 二极管激光器 时间 LABVIEW
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Ppb级探测灵敏度的CO_(2)腔衰荡光谱仪 被引量:3
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作者 刘英 胡迈 +3 位作者 王兴平 许振宇 何亚柏 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期2921-2929,共9页
二氧化碳(Carbon dioxide,CO_(2))是大气中最主要的温室气体,具有大气本底浓度高而年变化量小的特点。因此,对其浓度进行高精度的监测是实现“双碳”目标的重要环节。本文基于连续波光腔衰荡光谱技术,搭建了一套探测灵敏度低至ppb的CO_... 二氧化碳(Carbon dioxide,CO_(2))是大气中最主要的温室气体,具有大气本底浓度高而年变化量小的特点。因此,对其浓度进行高精度的监测是实现“双碳”目标的重要环节。本文基于连续波光腔衰荡光谱技术,搭建了一套探测灵敏度低至ppb的CO_(2)气体传感装置。系统中选取了中心波长为6251.760 cm-1的CO_(2)吸收线、设计了超高精细度(>300000)的石英玻璃型法布里-珀罗谐振腔和高性能的温度、压力控制模块。腔内气体的温度和压力在24 h的变化量分别小于0.07℃和15 Pa。Allan方差的结果显示,系统在303 s的最佳积分时间下,可获得0.7×10-12 cm-1的检测限,对应的CO_(2)最低可检测浓度为1.6 ppb。在较大的CO_(2)浓度范围内,系统响应的线性相关系数为0.99994。最后,系统以10 s的响应时间,对大气中的CO_(2)浓度进行了2天的连续观测,其结果与商用仪器(Picarro,G2401)的监测数据高度一致,排除人体呼气干扰后的相对偏差优于6‰。该系统具有结构简单、成本低、灵敏度极高的特点,在痕量气体监测领域将具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 CO_(2)探测 光学传感 腔衰荡光谱 极高灵敏度
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光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展 被引量:10
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作者 刘亚萍 张伟刚 +4 位作者 姜萌 张绮 刘波 王志 刘艳格 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第4期401-409,共9页
阐述了腔衰荡光谱技术的基本原理及应用;从结构设计的角度考虑,归纳出光纤衰荡腔的三种基本结构,并对光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展进行了评述;报道了我们采用脉冲光纤环衰荡光谱技术进行液体检测取得的最新进展;在总结光纤腔衰荡光... 阐述了腔衰荡光谱技术的基本原理及应用;从结构设计的角度考虑,归纳出光纤衰荡腔的三种基本结构,并对光纤腔衰荡光谱技术及其最新进展进行了评述;报道了我们采用脉冲光纤环衰荡光谱技术进行液体检测取得的最新进展;在总结光纤腔衰荡光谱技术优点的基础上,展望了其发展前景。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 光纤腔衰荡光谱 光纤环 吸收光谱检测
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高重复频率实时采集的光腔衰荡光谱 被引量:13
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作者 戴东旭 孙福革 +3 位作者 康路 顾玉昆 沙国河 解金春 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 1997年第6期481-486,共6页
建立了一套脉冲激光衰荡光谱实验信号采集与处理系统。它以GPIB为控制和数据传输的界面。采用比国际上同类实验更合理严格的方式采集处理数据。实现了高重复频率。实时的波形信号传输。显示和处理。利用此装置测量了H2O从620... 建立了一套脉冲激光衰荡光谱实验信号采集与处理系统。它以GPIB为控制和数据传输的界面。采用比国际上同类实验更合理严格的方式采集处理数据。实现了高重复频率。实时的波形信号传输。显示和处理。利用此装置测量了H2O从620~665nm的振动泛频光谱。实验结果表明。该装置检测灵敏度达到5×10-8cm-1。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 吸收光谱 泛频光谱 数据采集
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光腔衰荡光谱方法探测痕量一氧化碳气体 被引量:13
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作者 陈兵 周泽义 +2 位作者 康鹏 刘安雯 胡水明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期971-974,共4页
基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系... 基于通讯波段的分布式反馈半导体激光器(DFB),搭建了一套光腔衰荡光谱仪(CRDS)。衰荡光腔由一对反射率高于99.997%的高反镜组成,衰荡腔长约为130cm,空腔衰荡时间约为150μs。当光谱平均次数达到1 000次时,光谱仪灵敏度(最小可探测吸收系数)达到5×10-12 cm-1。利用热隔绝的方式稳定衰荡腔长,并使用衰荡光腔自身作为光学标准具,来标定光谱的频率:利用反馈式光谱扫描程序步进改变激光器频率,使之与衰荡腔的纵模频率逐一匹配,从而实现所测得光谱的自动标定。通过测量一氧化碳分子在1.565μm附近的吸收光谱,测定气体中一氧化碳的含量。将光谱测量结果和标准样品中的一氧化碳含量进行对比,对装置的定量精度进行了检验,表明其对一氧化碳的探测极限达4ppbv。利用该装置对实际大气中一氧化碳的含量进行了实时监测。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 DFB半导体激光器 一氧化碳 大气监测
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腔衰荡光谱技术中衰荡时间的准确快速提取 被引量:11
11
作者 王丹 胡仁志 +3 位作者 谢品华 秦敏 凌六一 段俊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2845-2850,共6页
对NO3腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)探测系统中衰荡时间的准确提取方法进行了研究。对衰荡时间有效快速的提取可以提高CRDS测量的精度和速度。选取了五种常用的提取衰荡时间的拟合方法,分别为快速傅里叶变换法、离散... 对NO3腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)探测系统中衰荡时间的准确提取方法进行了研究。对衰荡时间有效快速的提取可以提高CRDS测量的精度和速度。选取了五种常用的提取衰荡时间的拟合方法,分别为快速傅里叶变换法、离散傅里叶变换法、线性回归总和法、列文伯格-马夸尔特算法和最小二乘法。采用以上五种算法对带有不同大小白噪声的模拟衰荡信号进行拟合,并从受噪声影响情况、拟合准确性和精度、拟合速率,三个方面对五种算法的拟合结果进行对比和分析,结果表明列文伯格-马夸尔特算法和线性回归总和法准确度高、抗噪能力强,但列文伯格-马夸尔特算法拟合速率相对较慢。选取衰荡时间的5~10倍为衰荡信号的最佳拟合波形长度,此时五种算法拟合结果的标准偏差最小。采用外部调制二极管激光器及高反腔搭建CRDS探测系统,针对0.2%噪声的实验条件,选取线性回归总和法和列文伯格-马夸尔特算法对实际测量的实验数据进行处理。实验表明,线性回归总和法拟合准确度和精度与列文伯格-马夸尔特算法相似,但拟合速率比列文伯格-马夸尔特算法快约5倍。实验结果与模拟分析相吻合,表明线性回归总和法为适合我们实验条件的最佳拟合方法。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 时间 NO3 拟合方法
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光腔衰荡光谱仪测量甲烷2ν_3带R1支光谱线型参数 被引量:4
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作者 杨雷 林鸿 +1 位作者 冯晓娟 张金涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期299-300,共2页
甲烷是重要的温室气体,其在近红外具有丰富的强吸收谱带。本论文专注于甲烷的2ν_3带R1支,利用自行搭建的光腔衰荡光谱仪,测量了293.15K下甲烷(缓冲气:O_2)在30~760Torr范围内的7个线性吸收光谱,采用多光谱拟合技术对不同压力的光谱同... 甲烷是重要的温室气体,其在近红外具有丰富的强吸收谱带。本论文专注于甲烷的2ν_3带R1支,利用自行搭建的光腔衰荡光谱仪,测量了293.15K下甲烷(缓冲气:O_2)在30~760Torr范围内的7个线性吸收光谱,采用多光谱拟合技术对不同压力的光谱同时进行分析,比较讨论了Voigt Profile(VP),Rautian Profile(RP),Speed-dependent Voigt Profile(SDVP),Speed-dependent Rautian Profile(SDRP),HartmannTran Profile(HTP)线型对该吸收谱线的轮廓描述效果,获得了R1F1谱线的位置及展宽参数。实验表明,在该实验条件下,SDRP和HTP线型对R1光谱的拟合残差最小,最大拟合残差小于0.4%。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 甲烷 线型 光谱拟合 Hartmann-Tran PROFILE
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基于傅里叶变换的波长扫描腔衰荡光谱 被引量:5
13
作者 王振 杜艳君 +1 位作者 丁艳军 彭志敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期130-137,共8页
连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)采用腔长扫描方式,光谱间隔可任意长,适合弱吸收条件下气体参数或谱线参数的精确测量. CW-CRDS腔长扫描可使任意波长激光耦合进腔,此时激光波长波动会降低光谱的信噪比.为此,本文提出了一种基于傅里叶变换的... 连续波腔衰荡光谱(CW-CRDS)采用腔长扫描方式,光谱间隔可任意长,适合弱吸收条件下气体参数或谱线参数的精确测量. CW-CRDS腔长扫描可使任意波长激光耦合进腔,此时激光波长波动会降低光谱的信噪比.为此,本文提出了一种基于傅里叶变换的、快速波长扫描的CRDS方法(FTS-CRDS),该方法在高速扫腔的同时连续扫描激光波长,得到周期性的蕴含气体吸收信息的衰荡时间,然后对其进行傅里叶变换,提取其特征频率以精确复现气体吸收光谱. FTS-CRDS能有效消除激光波长波动等导致的光谱噪声,提升复杂线型中谱线参数的测量精度,且无需采用波长计实时测量激光绝对波长,可使测量系统更紧凑、经济.实验采用低压下CO分子的6371.299 cm^–1和6374.406 cm^–1谱线对该方法进行了验证,相比CW-CRDS,该方法有效消除了激光波长波动导致的谱线两翼处噪声,光谱信噪比提高了4倍以上;测得的谱线参数与CW-CRDS一致,但具有更小的测量不确定度. 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 傅里叶变换 波长扫描 碰撞展宽系数
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基于量子级联激光器光腔衰荡光谱技术的痕量氨气检测 被引量:7
14
作者 曲哲超 李斌成 韩艳玲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期431-436,共6页
采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析... 采用基于红外脉冲量子级联激光器的高灵敏光腔衰荡光谱(Cavity ring-down spectroscopy)技术建立了氨气在1027 cm-1(9.7μm)附近的吸收光谱痕量检测实验装置.使用该装置对人体口腔呼出气体以及超净实验室环境中氨气成份进行了测量和分析,氨气的检测灵敏度达到10 ppb.模拟分析了激光器光谱线宽对测量结果和系统检测灵敏度的影响,随着激光器光谱线宽的增加,测量结果偏低,系统检测灵敏度下降.为了减小光源线宽对测量结果的影响,通过修正曲线对测量数据进行修正,得到了较好的结果. 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 量子级联激光器 氨气 线宽
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光腔衰荡光谱技术应用于痕量气体检测的研究进展 被引量:7
15
作者 王晓华 王凯迪 +6 位作者 余锦 贾慧民 貊泽强 王金舵 唐吉龙 方铉 魏志鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第14期120-130,共11页
光腔衰荡光谱(CRDS)技术在对痕量气体的检测技术中占有重要的地位。对基于光腔衰荡光谱技术的痕量气体检测相关研究进行了综述,分析了光腔衰荡光谱技术的相关工作原理及技术特点。介绍了CRDS痕量气体检测在大气环境、生物医学、燃烧化... 光腔衰荡光谱(CRDS)技术在对痕量气体的检测技术中占有重要的地位。对基于光腔衰荡光谱技术的痕量气体检测相关研究进行了综述,分析了光腔衰荡光谱技术的相关工作原理及技术特点。介绍了CRDS痕量气体检测在大气环境、生物医学、燃烧化学等方面的研究进展以及存在的问题;总结了CRDS痕量气体检测的发展趋势。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 痕量气体检测 研究进展 激光技术
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光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析 被引量:4
16
作者 涂晓波 陈爽 +2 位作者 苏铁 母金河 杨富荣 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期20-25,共6页
光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光... 光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光腔衰荡光谱技术实验系统,选取OHA2Σ+-X2Π(0,0)电子跃迁带的P1(2)吸收线谱,在常压条件下对平面火焰的OH浓度进行了定量测量,并对激光器线宽及线型、激光器的频率稳定性、火焰温度、光腔参数等因素对测量误差的影响进行了分析讨论。误差分析给出了光腔衰荡光谱技术的几个关键注意事项,可为光腔衰荡光谱技术的应用提供指南。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱技术 误差分析 OH 浓度测量 平面火焰
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水汽对光腔衰荡光谱系统(CRDS)法测定CH_4的影响 被引量:4
17
作者 臧昆鹏 方双喜 +3 位作者 周凌晞 姚波 张芳 刘立新 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1816-1820,共5页
分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%(体积比,以V/V表示,下同)范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9(体积... 分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%(体积比,以V/V表示,下同)范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9(体积比,以V/V表示,下同),最大偏差1.8×10-9,优于大气本底CH4观测质控标准.校正瓦里关站CRDS系统试运行期间的CH4实测数据(水汽含量为0.50%—2.45%),与该站气相色谱-氢火焰离子化检测器系统(GC-FID系统,下同)同期测量结果相比,38.48%的数据偏差小于2.0×10-9,说明在系统未配备超低温冷阱除水单元之前,本文研究的校正方法适用于观测数据的校正. 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 甲烷 水汽校正
原文传递
1.517μm附近水汽分子谱线加宽系数的腔衰荡光谱测量 被引量:4
18
作者 谭中奇 龙兴武 黄云 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1003-1007,共5页
以超低膨胀系数微晶玻璃为腔体,以分布反馈式激光器为光源,建立了一套等噪声测量灵敏度为3.2×10^-9cm^-1的调腔式连续波腔衰荡光谱系统。应用该系统对1.517μm附近(6 586.5-6 596.5 cm^-1范围内)的7条水汽吸收谱线进行了实验研究... 以超低膨胀系数微晶玻璃为腔体,以分布反馈式激光器为光源,建立了一套等噪声测量灵敏度为3.2×10^-9cm^-1的调腔式连续波腔衰荡光谱系统。应用该系统对1.517μm附近(6 586.5-6 596.5 cm^-1范围内)的7条水汽吸收谱线进行了实验研究,测得了这些谱线在氮气、空气环境下的谱线加宽系数。根据测得的结果,得到了此波段水汽的空气加宽系数与氮气加宽系数之比为0.896 9±0.068 7(3倍标准误差范围内),并就测得水汽的谱线加宽系数与HITRAN2004数据库数据进行了比较。 展开更多
关键词 光谱测量 腔衰荡光谱 水汽 加宽系数
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阈值电路特性对腔衰荡光谱测量影响的实验研究 被引量:2
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作者 赵刚 李志新 +6 位作者 马维光 付小芳 谭巍 董磊 张雷 尹王保 贾锁堂 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2026-2030,共5页
腔衰荡光谱技术(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏的激光吸收光谱技术,被广泛应用于镜片反射率测量、光谱分析以及痕量气体检测等研究领域。首先从理论上描述了CRDS技术的实验原理,然后基于555定时器自行设计了一种可... 腔衰荡光谱技术(cavity ring-down spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏的激光吸收光谱技术,被广泛应用于镜片反射率测量、光谱分析以及痕量气体检测等研究领域。首先从理论上描述了CRDS技术的实验原理,然后基于555定时器自行设计了一种可应用于CRDS技术的阈值电路,并通过实验进行了验证。为了优化阈值电路的性能,研究了不同输入阻抗及容抗下阈值电路对衰荡事件测量的影响。通过直接接入不同值的电容与电阻,发现输入电容越大,输入阻抗越小,对衰荡事件的测量影响越大,尤其当阈值电路输入电阻小于50Ω时,衰荡事件的线型严重扭曲。对不同输入电阻与输入电容时C2H2气体在6 531.780 5cm-1处的吸收信号进行了采集与分析,发现输入电容与输入电阻的改变对测量结果有很大的影响,得到的吸收信号会失真,甚至无法进行拟合。最终给出了阈值电路的最佳设计方案,在阈值电路的设计中选取的输入阻抗越大越好,最小要在100Ω以上,选取的容抗越小越好,最好低于1nF,同时要保证阈值电路的时间常数远小于衰荡时间。该研究对于CRDS技术应用过程中阈值电路的设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱 阈值电路 吸收光谱 定时器
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介质阻挡放电等离子体中HO_2自由基的红外光腔衰荡光谱原位诊断 被引量:3
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作者 刘忠伟 徐勇 +3 位作者 杨学锋 赵国利 王卫国 朱爱民 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期535-539,共5页
建立了一套以可调谐半导体激光器做光源的连续波光腔衰荡光谱装置,简单介绍了连续波光腔衰荡光谱技术与脉冲光腔衰荡光谱技术的区别。将连续波光腔衰荡光谱技术与介质阻挡放电等离子体技术相结合,对等离子体中的HO2自由基进行了原位定... 建立了一套以可调谐半导体激光器做光源的连续波光腔衰荡光谱装置,简单介绍了连续波光腔衰荡光谱技术与脉冲光腔衰荡光谱技术的区别。将连续波光腔衰荡光谱技术与介质阻挡放电等离子体技术相结合,对等离子体中的HO2自由基进行了原位定量测量,同时考察了HO2自由基数密度随放电电压和体系中氧气含量变化情况。实验结果表明:随着放电电压和体系中氧气含量的增加而增加的HO2自由基数密度分别出现极大值。 展开更多
关键词 腔衰荡光谱(CRDS) 红外光谱 HO2
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