N2O物質(zhì)微量成分的腔增強(qiáng)吸收光譜檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展和人們的生活水平的提高，人類(lèi)生存的環(huán)境也越來(lái)越受各種污染氣體的嚴(yán)峻考驗(yàn)。所以我們必須迫切地采取有力的措施監(jiān)視和治理這些氣體污染物。腔增強(qiáng)吸收光譜(Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy)、腔衰蕩吸收光譜(Cavity Ring-down Spectroscopy)是近二十年來(lái)發(fā)展迅速和應(yīng)用廣泛的腔內(nèi)高靈敏微量氣體光譜檢測(cè)技術(shù)。本質(zhì)上腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)與腔衰蕩光譜技術(shù)的工作原理類(lèi)似，也

2、具有較長(zhǎng)的吸收光程，良好的檢測(cè)靈敏度和光譜分辨率等優(yōu)點(diǎn);二者相比，腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)省去了腔衰蕩裝置中昂貴的光電開(kāi)關(guān)，降低了實(shí)驗(yàn)成本，從而使得光路的調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)單。目前人們已將這種技術(shù)應(yīng)用于研究人類(lèi)星際探測(cè)、大氣化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、光譜學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷等各種領(lǐng)域。在環(huán)境污染氣體檢測(cè)的研究領(lǐng)域中，研制出小型化、便攜式、誤差小的氣體濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)儀器裝置和發(fā)展完善高靈敏的氣體檢測(cè)技術(shù)具有很大的應(yīng)用價(jià)值及前景，鑒于腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)所具有的上述獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，

3、很有必要開(kāi)發(fā)出基于該技術(shù)的的微量物質(zhì)氣體監(jiān)測(cè)儀。本研究分為四個(gè)部分：
　　第一章為緒論部分。開(kāi)始我們簡(jiǎn)要的敘述了激光光譜學(xué)知識(shí)，其次介紹了微量氣體的檢測(cè)方法，主要包括傳統(tǒng)的非光譜檢測(cè)方法和現(xiàn)代發(fā)展較成熟的的高靈敏激光光譜技術(shù)。然后介紹了國(guó)內(nèi)外腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)的研究進(jìn)展，最后引出本次研究的主要工作:根據(jù)連續(xù)波的腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)，搭建了連續(xù)波激光腔增強(qiáng)吸收光譜實(shí)驗(yàn)裝置，并開(kāi)展了N2O等氣體的檢測(cè)。
　　第二章詳細(xì)介紹了吸收光

4、譜基礎(chǔ)（分子吸收光譜、原子吸收光譜、氣體吸收光譜）、比爾-朗伯定律以及吸收光譜的相關(guān)計(jì)算和分析。
　　第三章介紹了連續(xù)波的腔增強(qiáng)吸收光譜（CW-CEAS）相關(guān)理論。首先分析了無(wú)源腔特性和光諧振腔模式理論，然后闡述了連續(xù)波的腔增強(qiáng)吸收光譜（CW-CEAS）技術(shù)及原理、實(shí)驗(yàn)裝置和光譜測(cè)量。
　　第四章研究采用CW--CEAS腔增強(qiáng)對(duì)氣體N2O的光譜測(cè)量分析。先簡(jiǎn)要介紹了HITRAN數(shù)據(jù)庫(kù)，以及本次實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象N2O及其分子結(jié)構(gòu)和