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基于光外差的灵敏激光光谱技术及应用

作　者: 陈光龙
导　师: 杨晓华
学　校: 华东师范大学
专　业: 光学
关键词: 光外差速度调制线型分子离子等离子体电场强度温度腔衰荡
分类号: O433.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 142次
引　用: 1次
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内容摘要

分子光谱的研究是人们研究分子的内部结构、运动规律以及物化特性的重要手段。它广泛应用于从科学实验到生产领域的物质分析和检测。光谱技术是分子光谱研究的必要手段,高灵敏光谱技术可以促进分子光谱的研究。因此,高灵敏光谱技术的研究也是分子光谱研究的一个重要环节。本论文提出并实现了高灵敏高分辨的光外差—速度调制光谱技术（OH-VMS）,获得了近红外波段的O₂⁺和O₂^-转动光谱,并从理论上分析了OH-VMS信号线型为Gauss线型的二次微分线型。理论与实验均表明,室温下其测量灵敏度为～3.4×10^-8（1s积分时间）。本论文利用光外差—速度调制光谱技术分别以CO和CO₂为母体气体Penning放电产生的CO⁺为研究对象,研究了放电电流、混合气体分气压等实验条件对光谱信号强度的影响,优化了实验参量,并利用实验结果开展了等离子体参量的不介入诊断工作,拟合了CO⁺的转动温度、正柱区中的电场强度、电子温度等等离子体参量。该方法作为一种较好的不介入光谱诊断方法,在等离子体诊断中有着非常重要的意义。近年来兴起的腔衰荡光谱技术（Cavity Ring-down Spectroscopy）已经发展成为一种探测微弱吸收的主要手段,除可应用于光谱研究外,还可以应用于定量分析、痕量探测,使之得到广泛应用。常规的腔衰荡光谱技术由于有腔损耗所引起的直流项的测量,制约了其测量灵敏度的进一步的提高。本论文提出了光外差一腔衰荡光谱技术,由于克服了直流项的测量,预期其测量灵敏度可以与量子噪声极限同一量级。但受外加工等客观因数的限制,本论文仅作了一些理论及前期实验的工作,

全文目录

第一章绪论  9-12
  §1.1 高灵敏光谱技术的研究历史及背景  9-11
  §1.2 本文的工作  11-12
第二章光外差—速度调制光谱技术  12-26
  §2.1 光外差—速度调制光谱技术原理  12-18
  §2.2 光外差—速度调制光谱技术实验  18-21
  §2.3 结果与讨论  21-25
  §2.4 结论  25-26
第三章光外差—速度调制光谱技术在等离子体诊断中的应用  26-38
  §3.1 实验结果  27-30
  §3.2 等离子体参量拟合  30-37
  §3.3 小结  37-38
第四章光外差—腔衰荡光谱技术  38-48
  §4.1 实验原理  38-44
  §4.2 实验结果与讨论  44-47
  §4.3 小结与建议  47-48
第五章总结  48-49
硕士期间发表的论文  49-50
参考文献  50-53
致谢  53

基于光外差的灵敏激光光谱技术及应用

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