光学反馈线性腔衰荡光谱技术不确定性

摘要：

腔衰荡光谱技术是一种高灵敏的腔增强分子吸收光谱测量技术,?由于激光频率噪声大,?导致激光到腔耦合效率低,?严重限制了其对痕量气体的探测灵敏度.?光学反馈可以有效压窄半导体激光器的线宽,?提高激光到外部谐振腔的耦合效率.?本文基于精细度为7800的Fabry-Pérot腔,?发展了光学反馈线性腔衰荡光谱技术.首先从光场相位的角度给出了线性腔光学反馈的原理,?然后分析了影响测量不确定性的因素,?包括光学反馈率、衰荡信号触发阈值、探测器相对透射汇聚光斑位置等.?实验结果表明,?通过设置低反馈率(3％自由光谱区间)、高衰荡信号触发阈值(90％腔模幅度)以及将光斑聚焦到探测器有效面中心等措施,?结合光学反馈效应,?可将空腔衰荡时间的相对不确定度提升至0.026％,?远优于传统腔衰荡技术获得的典型值.?系统在积分时间为180?s时,?获得探测灵敏度为1.3?×?10–10?cm–1,?对应甲烷的最小可探测吸收体积浓度为0.35?×?10–9,?从而满足了碳监测的要求.

关键词：光学反馈、腔衰荡、线性腔、高灵敏

所属期刊栏目：71

分类号：F270;TN248.4;F830.59

资助基金：中国科学院科研仪器设备研制项目;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2022-07-12（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：43-51