一次谐波锁频的快速光腔衰荡光谱检测

摘要：

本文介绍了一种赫兹级响应速率的光腔衰荡光谱探测大气痕量气体的检测技术.将100 MHz正弦波调制信号加载在电光相位调制器上产生边带,用混频器提取载波与边带通过3m气体吸收池后拍频所产生的一次谐波作为误差信号,实现了1572 nm分布式反馈激光器对于二氧化碳气体分子6361.25 cm-1处超精细跃迁线的频率锁定.采用波分复用方法对空腔衰荡时间和有气体吸收时的衰荡时间进行同时测量,在330 mm光学谐振腔上得到了4.82×10-10 cm-1的系统检测限.在较大的二氧化碳浓度范围内,系统具有良好的线性响应,线性相关系数大于0.9999.系统长时间的观测结果与Picarro商用仪器的数据高度吻合,二者偏差小于1.0％.该系统论证了一次谐波锁定激光频率至分子超精细跃迁线并用于光腔衰荡光谱系统实现快速痕量气体检测的可行性.

关键词：相位调制;一次谐波锁频;光腔衰荡光谱;快速痕量气体检测

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分类号：TP391;TH691.9(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点研究发展计划项目;国家自然科学基金;中国科学院环境光学与技术重点实验室开放基金;安徽省自然科学基金

在线出版日期：2022-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：363-371