中红外腔衰荡光谱技术的研究进展及应用 被引量：1

1

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 光谱学 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测

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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

2

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) 光腔衰荡光谱技术 参数表征

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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

3

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 光腔衰荡光谱技术 误差分析 OH 浓度测量 平面火焰

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光反馈腔衰荡光谱技术中的数据处理(英文) 被引量：2

4

作者 谭中奇 吴素勇 +2 位作者 刘贱平 杨开勇 龙兴武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期56-60,共5页

在光反馈式腔衰荡光谱技术中，光谱数据的处理因一种特殊的光谱纹波现象而变得困难。以6590．8～6591．6ClIl-1光谱范围内水汽分子的光反馈式腔衰荡光谱为基础，根据光谱纹波效应的特性分析结果，提出了一种简单的数据处理方法。利用该... 在光反馈式腔衰荡光谱技术中，光谱数据的处理因一种特殊的光谱纹波现象而变得困难。以6590．8～6591．6ClIl-1光谱范围内水汽分子的光反馈式腔衰荡光谱为基础，根据光谱纹波效应的特性分析结果，提出了一种简单的数据处理方法。利用该方法确定了6590．871cm^-1处水汽分子吸收谱线的线宽约为0．1003cm^-1，这与Hitran数据库提供的线宽结果仅有0．002cm^-1的误差，充分验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 光反馈 光谱纹波 数据处理

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光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的测量及其特性分析（英文） 被引量：2

5

作者 谭中奇 黄云 +1 位作者 吴素勇 杨开勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期46-51,共6页

为研究光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的产生机理,基于所建立的腔长为49.1cm的V型微晶玻璃衰荡腔在不同环境、不同光谱范围所测得的腔损耗谱,利用数据处理方法详细分析并讨论纹波效应的周期和振幅等典型特征。分析认为,纹波效应呈现出... 为研究光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的产生机理,基于所建立的腔长为49.1cm的V型微晶玻璃衰荡腔在不同环境、不同光谱范围所测得的腔损耗谱,利用数据处理方法详细分析并讨论纹波效应的周期和振幅等典型特征。分析认为,纹波效应呈现出明显的部分干涉特点,光谱纹波的周期和振幅特性分别受折叠腔结构和折叠腔镜表面污染状态影响,而与光谱扫描区域关系不明显;这表明纹波效应主要来源于折叠腔镜表面散射场的部分干涉效应。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 光反馈 光谱纹波 纹波效应

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基于STM32的腔衰荡光谱CO_(2)传感器及其在种子呼吸过程的应用

6

作者 李浩凯 翟保杰 +4 位作者 王孟圆 周月婷 郭古青 邱选兵 李传亮 《光学精密工程》 北大核心 2025年第12期1853-1863,共11页

分析种子呼吸过程对于准确评估其活力水平具有重要意义,因此,开发一种快速、稳定且高灵敏的种子呼吸检测装置十分重要。本文基于STM32与腔衰荡光谱(CRDS)技术,设计并搭建了一种二氧化碳(CO_(2))气体传感器,并将其应用于种子呼吸检测。... 分析种子呼吸过程对于准确评估其活力水平具有重要意义,因此,开发一种快速、稳定且高灵敏的种子呼吸检测装置十分重要。本文基于STM32与腔衰荡光谱(CRDS)技术,设计并搭建了一种二氧化碳(CO_(2))气体传感器,并将其应用于种子呼吸检测。该传感器采用基于STM32的控制与数据采集方案,包含:高速比较器与RS触发器构成的阈值检测关断模块、高速模拟信号采集模块、STM32主控模块以及上位机数据处理系统。其中,阈值检测模块的关断延迟为0.45μs,而模拟信号采集模块的最大采样率则达31.25 MHz。通过实验验证,该传感器对CO_(2)的最低可检测浓度为1.5ppm,表现出了良好的灵敏度。最终,该传感器成功实现了对水稻种子呼吸过程的检测,并获得了10 g水稻种子呼吸的CO_(2)浓度随时间变化的曲线,其在2.5 h内浓度变化量约为730 ppm。该研究展示了CRDS技术在种子呼吸检领域中的潜力与应用价值。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 STM32 二氧化碳 种子呼吸

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光纤腔衰荡光谱与太赫兹波谱技术检测气体研究现状与展望

7

作者 赵敏利 钟东 +3 位作者 蔡婷 范云峰 胡巍 童杏林 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-2,共2页

气体浓度的实时在线精确测量在人类健康、生命安全、环境保护、资源有效利用及大气遥感探测技术等方面有着十分重要的意义。本文首先介绍了光纤衰荡光谱技术检测气体浓度的最新研究进展;接着分析了太赫兹波在气体浓度探测中应用的优势... 气体浓度的实时在线精确测量在人类健康、生命安全、环境保护、资源有效利用及大气遥感探测技术等方面有着十分重要的意义。本文首先介绍了光纤衰荡光谱技术检测气体浓度的最新研究进展;接着分析了太赫兹波在气体浓度探测中应用的优势、可行与局限性;最后对太赫兹波腔光纤衰荡光谱技术测量气体浓度技术方法和应用前景做了展望。 展开更多

关键词 太赫兹波 光腔衰荡光谱技术 气体浓度检测 光纤传感

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用光腔衰荡技术测量镜片的反射率 被引量：10

8

作者 高丽峰 熊胜明 +2 位作者 李斌成 张云洞 蔡邦维 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期335-338,共4页

根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜... 根据光腔衰荡光谱技术原理,建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜,反射率测试结果为(99.925±0.001)%;以22.5°将直腔变为折叠腔,测得的反射率为(99.992±0.003)%。重复测定反射镜样品的反射率,精度达到10-5。该测量装置可用于超低损耗薄膜高反射镜反射率的精确测量。轻微移动探测器位置,对腔镜的测试结果影响不大。 展开更多

关键词 光腔衰荡光谱技术(CRDS) 反射率 衰荡时间 直腔 折叠腔

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连续波腔衰荡光谱系统的电路设计与应用 被引量：3

9

作者 谭中奇 冯先旺 龙兴武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1483-1486,共4页

为实现连续波腔衰荡光谱系统的工程化,设计了一套集信号调理、高速采样及数据处理为一体的高集成度数字信号处理(DSP)系统。该系统被用于取代常规连续波腔衰荡光谱系统中由高速数据采集卡及计算机组成的腔衰荡信号测试系统,完成对腔衰... 为实现连续波腔衰荡光谱系统的工程化,设计了一套集信号调理、高速采样及数据处理为一体的高集成度数字信号处理(DSP)系统。该系统被用于取代常规连续波腔衰荡光谱系统中由高速数据采集卡及计算机组成的腔衰荡信号测试系统,完成对腔衰荡信号的获取与拟合。该系统最高能实现16bits/80MHz的信号采样,并能准确地由腔衰荡信号反演出腔衰荡时间。实验结果表明:结合现有的光反馈式连续波腔衰荡光谱系统,该系统能实现等噪声测量灵敏度为1.0×10-8 cm-1的吸收光谱测量,其重复测量精度可达3‰。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 数字信号处理系统 数据拟合 信号调理

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Ba原子吸收系数的光腔衰荡光谱测量 被引量：2

10

作者 赵宏太 柳晓军 詹明生 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期284-286,共3页

建立了一套脉冲激光腔衰荡光谱实验装置 ,并将光腔衰荡光谱技术用于原子束吸收光谱的测量 ,得到了Ba原子的 6s6 p1P1← 6s6s1S0 吸收线 ,进一步得出Ba原子在 5 5 3 5 48nm附近的吸收系数 ,同时对吸收系数与原子炉温度的关系进行了分析 。

关键词 光腔衰荡光谱技术 吸收系数 原子吸收光谱 测量 钡原子 原子吸收系数

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单光束多组分温室气体的腔衰荡光谱同步检测 被引量：2

11

作者 王金舵 余锦 +5 位作者 貊泽强 何建国 代守军 陈炫坤 孟晶晶 于鸿瑞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2046-2052,共7页

腔衰荡光谱技术(CRDS)作为一种具有高灵敏度高光谱分辨率的检测方法已被广泛用于痕量气体检测。而目前基于CRDS痕量气体检测多针对单一气体进行测量或通过多个激光器产生的多光束进行多种组分气体浓度测量。利用DFB激光器波长可调谐特性... 腔衰荡光谱技术(CRDS)作为一种具有高灵敏度高光谱分辨率的检测方法已被广泛用于痕量气体检测。而目前基于CRDS痕量气体检测多针对单一气体进行测量或通过多个激光器产生的多光束进行多种组分气体浓度测量。利用DFB激光器波长可调谐特性,通过强弱吸收峰结合,使用单光束实现了多种温室气体的腔衰荡光谱技术同步检测。由于大气中水汽和二氧化碳浓度较高,为实现同一衰荡系统对三种温室气体的同步测量,在平衡吸收损耗的基础上,选取1653~1654nm内甲烷的强吸收峰与水汽、二氧化碳的弱吸收峰进行测量。通过光谱叠加反演矩阵,分别得到甲烷、水汽、二氧化碳的浓度。在计算测量灵敏度过程中发现,通过去除衰荡过程初期的部分数据点(过滤区间),会对噪声等效吸收系数产生影响。多数情况下,在测量灵敏度计算方面,列文伯格-马夸尔特算法(L-M)会优于离散傅里叶变换法(DFT);但当衰荡曲线的单指数性下降时,上述结论不一定成立。搭建了一个低精细度(F≈6×10^3)衰荡腔对上述结论进行了实验验证。相较于用于测量温室气体浓度的高精细度衰荡腔(F≈1×10^5),低精细度衰荡腔的衰荡速率较快,衰荡曲线的单指数性明显低于高精细度衰荡腔。实验表明,在过滤区间长度较短时,采用DFT算法计算得到的噪声等效吸收系数会小于L-M算法得到的结果。当过滤区间长度增加时,L-M算法得到的结果优于DFT算法。在受过滤区间长度影响方面,DFT算法的波动性要明显小于L-M算法。根据Allan方差分析,在512次采样平均(约8s)下的最小噪声等效吸收系数进行计算,该CRDS装置测量灵敏度为2.4×10^-10cm^-1。在25℃标准大气压下,对应甲烷、水汽、二氧化碳的测量灵敏度分别为0.64ppbv,3.5ppmv和4.0ppmv。基于该CRDS装置,通过单光束多波长测量方法,利用光谱叠加反演矩阵,测得大气中甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.018,3654和526ppmv;而采用经典CRDS单波长测量得到的甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.037,3898和630ppmv。通过与温控调节波长,逐点扫描得到的光谱吸收曲线进行对比,采用多波长测量得到气体浓度进行复合拟合的光谱曲线残差小于单波长测量得到气体浓度进行简单拟合的光谱曲线残差。 展开更多

关键词 腔衰荡光谱技术 温室气体 痕气检测 拟合算法

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腔增强/衰荡光谱应用于气溶胶消光检测研究进展 被引量：12

12

作者 徐学哲 赵卫雄 +6 位作者 董美丽 顾学军 胡长进 盖艳波 高晓明 黄伟 张为俊 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期477-488,共12页

腔增强/衰荡吸收光谱技术,是目前应用最广泛的气溶胶光学特性原位测量方法之一,由于其原位、实时特性,测量过程中气溶胶状态不会发生改变,测量具有代表性,近些年来已经开始作为各种仪器综合比对实验中使用的参考标准。在经过近30年的发... 腔增强/衰荡吸收光谱技术,是目前应用最广泛的气溶胶光学特性原位测量方法之一,由于其原位、实时特性,测量过程中气溶胶状态不会发生改变,测量具有代表性,近些年来已经开始作为各种仪器综合比对实验中使用的参考标准。在经过近30年的发展后,相关技术发展日益成熟。对腔增强/衰荡吸收光谱技术的发展及其在气溶胶光学特性测量方面的应用研究做了简要的回顾。 展开更多

关键词 光谱学 气溶胶消光 腔增强吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术

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一种时间相关吸收光谱技术分析新方法 被引量：1

13

作者 周海波 邵杰 +2 位作者 钱惠国 应朝福 张逸彪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期673-678,共6页

时间相关吸收光谱技术,如腔衰荡光谱技术(CRDS)和腔衰减相移光谱技术(CAPS),是近三十几年发展起来的一类新型吸收光谱检测技术,它具有探测灵敏度高、响应速度快、不受光源强度起伏变化影响等优点。传统的吸收光谱技术都是基于Lambert-B... 时间相关吸收光谱技术,如腔衰荡光谱技术(CRDS)和腔衰减相移光谱技术(CAPS),是近三十几年发展起来的一类新型吸收光谱检测技术,它具有探测灵敏度高、响应速度快、不受光源强度起伏变化影响等优点。传统的吸收光谱技术都是基于Lambert-Beer定律,如直接吸收光谱技术(DAS)、波长调制光谱技术(WMS)和腔增强吸收光谱技术(CEAS)等,这类光谱技术在探测物质微弱吸收的时候一旦遇到较强的背景光信号就变得难以测量,而且光源的不稳定性也会对检测带来一定的限制。时间相关吸收光谱技术由于其不受光源强度起伏变化的特点,在很大程度上能够弥补传统吸收光谱技术所存在的缺陷,但其也有自身的局限性。首先在理论上, CRDS和CAPS这两种时间相关吸收光谱技术并不统一,而且在现有光谱理论下, Pulse-CRDS在应用时使用的脉冲光源的脉宽必须远小于谐振腔本身的时间常数,对于长脉宽的脉冲光或者反射率低(小于99.9%)的腔体,现有理论将不再适用; CAPS在应用时光源调制信号必须是周期性的正弦信号或者方波信号,对于其他类型的周期调制信号或者非周期性信号,现有理论并没有涉及。针对上述提到的时间相关吸收光谱技术的局限性,提出了一种新的分析时间相关吸收光谱技术的方法,即利用一阶传递函数,将谐振腔视为一阶传感系统,对时间相关吸收光谱技术理论进行统一解释,在公式推导上证明新方法下的推导结果和现有理论结果的一致性。针对Pulse-CRDS,以高斯脉冲光为例,给出一阶传感理论下的透射光强表达式,并对一系列不同的脉冲宽度γ、谐振腔时间常数τ_(real)以及从输出信号中拟合而得的时间常数τ_(anal)进行了模拟仿真。经过分析比较后发现,当γ<0.3τ_(real)时,τ_(anal)和τ_(real)的偏差小于1%;当γ>0.3τ_(real)时,τ_(anal)和τ_(real)的偏差渐渐变大,将不再满足实验条件。为了使Pulse-CRDS在长脉宽脉冲光下也能应用,本文给出了修正函数,使得在脉宽大于腔衰荡时间0.3倍的情况下,经过修正补偿后,衰荡时间的误差小于1%。对于CAPS系统,搭建相应实验平台, LED中心波长选用405 nm,使用方波调制信号,测量不同频率下的入射参考信号与探测信号的相位差和探测信号峰-峰值,通过由一阶传递函数推导而得的相频特性和幅频特性,拟合得到时间常数τ,结果分别为7.24和7.25μs,残差范围分别为[-0.01, 0.02]和[-0.02, 0.025],两者结果基本一致。实验结果验证了一阶传感系统理论完全适用于时间相关光谱的信号分析,并且一阶传感系统理论还使得时间相关光谱技术的理论得到了统一。 展开更多

关键词 时间相关吸收光谱技术 腔衰荡光谱技术 相移光谱技术 一阶传递函数 时间常数

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基于高灵敏激光吸收光谱技术的稳定气态同位素测量及其应用(特邀) 被引量：10

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作者 张志荣 夏滑 +12 位作者 孙鹏帅 余润磬 杨曦 林雨晴 吴边 庞涛 郭强 李哲 刘旭 蔡永军 SIGRIST Markus W CALSHAW Brain 徐启铭 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期119-135,共17页

稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法,基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术,作为一种较新的同位素丰度测量方法,具有选择性好、精度... 稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法,基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术,作为一种较新的同位素丰度测量方法,具有选择性好、精度高、体积小、无需样品预处理、可以实时原位同时测量气体浓度及同位素丰度等众多优点,得到了极大的关注和使用。本文主要以目前同位素测量的可调谐半导体激光吸收光谱技术、积分腔吸收光谱技术、腔衰荡吸收光谱技术三种激光吸收光谱方法为例,阐述了其基本原理、谱线选择、温压影响因素及其控制、系统组成结构以及部分应用测试结果。通过对测量系统的压力与温度的稳定控制的前提下,选取了合适的同位素测量谱线对,实现了大气CO_(2)气体的13C测量精度为0.3‰,煤层气CH4气体的13CH4测量精度为1.25‰,冰川水H_(2)O中18O、17O和2H的测量精度分别为0.3‰、0.2‰和0.5‰,以及呼吸气体中的13CO_(2)判识“金标准”。通过分析验证了激光吸收光谱技术在同位素测量方面的可行性和可靠性,也充分说明了基于激光吸收光谱技术的测量方法具有非常好的技术优势,将是光谱研究领域关注的重点内容,并在后续的科学研究中占据举足轻重的作用。 展开更多

关键词 气态同位素 可调谐半导体激光吸收光谱技术 积分腔吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术

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基于CRDS系统对北京夜间大气边界层NO_3自由基观测与分析 被引量：6

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作者 王丹 胡仁志 +2 位作者 谢品华 秦敏 杏兴彪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3097-3102,共6页

夜间大气NO3自由基的氧化能力相当于白天OH自由基,鉴于NO3自由基在大气反应过程中的关键作用,准确测量其浓度及研究其夜间大气化学过程具有重大意义。采用以二极管激光器为光源（中心波长为662nm,半高宽0.3nm）,两块高反射率镜片（R≥99... 夜间大气NO3自由基的氧化能力相当于白天OH自由基,鉴于NO3自由基在大气反应过程中的关键作用,准确测量其浓度及研究其夜间大气化学过程具有重大意义。采用以二极管激光器为光源（中心波长为662nm,半高宽0.3nm）,两块高反射率镜片（R≥99.998 5%）形成的腔体为光学共振腔,有效光程达到约20km的腔衰荡光谱系统（CRDS）对夜间大气NO3自由基进行测量,并且针对秋冬季交通繁忙区域夜间大气边界层NO3自由基化学过程进行研究。采用该系统于2014年10月29日—11月15日在北京市中国科学院大学校园开展了NO3自由基连续外场观测实验,观测期间NO3自由基浓度相对较低,最大浓度约为50pptv,平均值为10pptv。并结合NO2,NO和O3等相关辅助数据对测量结果进行分析,分析表明在观测期间NO3自由基产率为0.04-1.03pptv·s-1,平均寿命约为68s。并且近一步分析了观测期间大气NO3自由基损耗途径,探讨了不同湿度及颗粒物浓度对其损耗的影响。即观测期间当大气中RH≥60%,PM2.5浓度大部分大于60μg·m-3时,ln（τss（NO3））与ln（NO2）的相关性达到0.79,大气中NO3自由基损耗主要以间接为主;然而在RH≤40%,PM2.5浓度大部分小于60μg·m-3时,因测量点靠近国道受局地污染源影响,直接损耗较显著; 展开更多

关键词 NO3自由基 腔衰荡光谱技术 夜间大气化学 损耗途径

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溶解无机碳稳定同位素分析样品的前处理方法及黄渤海夏季数据初步分析 被引量：1

16

作者 刘朔江 杨庶 +2 位作者 刘梦梦 张永 翟惟东 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2115-2124,共10页

设计并优化了一套海水中溶解无机碳(DIC)稳定同位素(δ13CDIC)的预处理装置,并通过光腔衰荡光谱法对其进行分析测定.在整个预处理及测定过程,通过向海水样品中添加磷酸并在高纯氮气的吹扫下使用气体采样袋收集其产生的CO_(2)气体,随后... 设计并优化了一套海水中溶解无机碳(DIC)稳定同位素(δ13CDIC)的预处理装置,并通过光腔衰荡光谱法对其进行分析测定.在整个预处理及测定过程,通过向海水样品中添加磷酸并在高纯氮气的吹扫下使用气体采样袋收集其产生的CO_(2)气体,随后将气体采样袋连接Picarro G2121-i型仪器进行δ13CDIC的测定.通过对影响因素的研究确定了预处理条件为:海水样品体积30 mL,85%(V/V)浓磷酸使用量1 mL,吹扫流速150 mL·min^(−1),吹扫时间4 min 20 s,仪器测定时间约10 min.在此条件下DIC回收率超过99%,且δ13CDIC的测定标准偏差小于0.1‰,极差小于0.2‰.基于此条件,对2019年夏季黄渤海典型断面不同水层的δ13CDIC进行了测定.表层海水中δ13CDIC数据大部分集中在−0.5‰与0.5‰之间,其中黄海表层平均值为−0.2‰±0.5‰;底层海水中δ13CDIC在−2.0‰至−0.4‰的范围内,平均值为−1.3‰±0.5‰.这种表层高、底层低的整体趋势主要受控于海气交换、光合作用、呼吸/矿化作用等生物地球化学过程,也与这两个海域经常发生夏季底层水耗氧酸化现象一致.本研究为海水中δ13CDIC水样的前处理提供了一种经济、高效的手段. 展开更多

关键词 黄渤海 溶解无机碳 碳稳定同位素 光腔衰荡光谱技术

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基于FLRDS的双路复用微位移传感系统设计

17

作者 潘丽鹏 林洪太 +3 位作者 邓霄 宋志强 张丽 崔丽琴 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期667-672,共6页

针对目前光纤环形腔衰荡光谱技术多用于测量单一通道或者单一物理量的问题,依据双通道同步检测的思想,在传感系统中结合延迟线方法,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用微位移传感系统,并对其重复性、灵敏度、复用性等特性进行... 针对目前光纤环形腔衰荡光谱技术多用于测量单一通道或者单一物理量的问题,依据双通道同步检测的思想,在传感系统中结合延迟线方法,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用微位移传感系统,并对其重复性、灵敏度、复用性等特性进行了实验研究。结果表明:该系统可在双通道条件下分别实现0~10位移测量,且在未发生位移时两路传感器的重复性测试结果分别为(0.950 080 6±0.001 151)μs^-1和(0.953 523±0.001 757)μs^-1;当两路传感分别产生6 mm和5 mm的位移时,重复性测试参数变化为(0.955 884±0.001 966 4)μs^-1和(0.959 957±0.002 013)μs^-1;双路传感器的灵敏度分别为(1.07×10^-3±7.337×10^-5)μs^-1·mm^-1和(1.00×10^-3±4.130×10^-5)μs^-1·mm^-1.经实验验证,双路传感器的相对误差分别为2.1%,4.0%,可为实现多参数同步检测提供一种有效的途径和方法。 展开更多

关键词 光纤环形腔衰荡光谱技术 双路复用 微位移 多参数 同步检测

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球载CRDS高灵敏度甲烷测量系统的研制

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作者 袁峰 高晶 +5 位作者 姚路 陈兵 何亚柏 胡迈 许振宇 阚瑞峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1881-1892,共12页

为了分析青藏高原地区甲烷浓度的垂直分布,本文采用腔衰荡光谱技术(CRDS)设计了一套高灵敏度的球载甲烷浓度实时测量系统,该测量系统在基于DSP的单板电路上实现腔模锁定、衰荡信号采集、光谱扫描、数据存储等功能并在DSP上实时处理衰荡... 为了分析青藏高原地区甲烷浓度的垂直分布,本文采用腔衰荡光谱技术(CRDS)设计了一套高灵敏度的球载甲烷浓度实时测量系统,该测量系统在基于DSP的单板电路上实现腔模锁定、衰荡信号采集、光谱扫描、数据存储等功能并在DSP上实时处理衰荡信号、光谱信号和浓度等数据。本文首先介绍了CRDS测量原理与采用的光谱处理算法,通过固定高斯线宽的方式改进光谱拟合算法,使得浓度计算结果得到明显提升。然后,分析了电路系统采集的衰荡信号与光谱信号,采集的衰荡信号信噪比达62 dB,并在实验室使用标准气体进行了标定试验,标准气体的测量值标准差σ最大为2.2×10-9,测量值的均方值RMS和标准气体标称值之间的校正可决系数为0.9987。最后,系统进行了实际试验,在西藏鲁朗地区成功实现了从海拔3340 m到海拔6000 m的上升和下降过程中甲烷浓度的测量。该系统可以通过改变激光波长与光腔反射镜测量其他大气痕量气体,进一步改进与优化的系统可以应用到大气同位素丰度的测量中。 展开更多

关键词 光谱学 腔衰荡光谱技术 痕量气体 实时测量

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一种NO_(3)自由基双分子反应速率常数的测量方法

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作者 陈亮 胡仁志 +3 位作者 谢品华 童金钊 林川 杨欢 《量子电子学报》 2025年第5期429-440,共12页

本文将NO_(3)自由基稳定合成源技术、流动管反应控制技术与光腔衰荡光谱技术进行了有机结合,实现了NO_(3)自由基双分子反应速率常数的准确测量。首先在实验室进行了相关参数的表征,对腔衰荡吸收光谱测量系统的探测限和采样损耗进行了测... 本文将NO_(3)自由基稳定合成源技术、流动管反应控制技术与光腔衰荡光谱技术进行了有机结合,实现了NO_(3)自由基双分子反应速率常数的准确测量。首先在实验室进行了相关参数的表征,对腔衰荡吸收光谱测量系统的探测限和采样损耗进行了测量,优化了流动管壁损失。随后利用该装置对NO_(3)自由基与异戊二烯的双分子反应速率常数进行了测量,测得该双分子反应速率常数为(7.83±2)×10^(-13)cm^(3)·molecule^(-1)·s^(-1),该值与国际纯粹与应用化学联合会推荐值接近,证实了本研究测量方法的可靠性。未来该系统可用于测量NO_(3)自由基与不同挥发性有机化合物的反应活性,为后续探究大气NO_(3)自由基总反应特性提供有力支撑。 展开更多

关键词 光谱学 腔衰荡光谱技术 光谱学 NO_(3)自由基 双分子反应速率常数 流动管 异戊二烯

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