0
关键词：
白酒工业,科技进步,技术创新
发表时间：
2012-12-21 08:48:34
摘 要 介绍了基于可见光波段高功率L ED 作为光源的高灵敏度宽带腔增强吸收光谱技术, 该系统的探测灵敏度通过测量NO2 在47213～47913 nm 范围内的吸收得到验证。将中心波长为457 nm 的高功率L ED 发出的宽带非相干光耦合进入9215 cm 长、由两片高反射率透镜组成的高精度光学谐振腔内, 使用CCD 光谱仪( HR2000) 测量透过光学腔的光强信号。腔镜在47213～47913 nm 波长范围内的反射率通过O22O2 聚合物的吸收确定, 实验测量了一系列低浓度NO2 气体样品, 采用差分光谱拟合技术在80 s 的平均时间内NO2 浓度反演的统计不确定性约为311 ppb (ng ·mL - 1 ) 。
腔衰荡吸收光谱技术(CRDS) [1 ,2 ] 是一种新型的高灵敏的光谱技术, 适合于气体弱吸收或定量气体吸收的绝对测量。在CRDS 中, 通过测量激光在高精度光学谐振腔内的衰荡时间来获得腔内介质的吸收信息, 衰荡时间不受激光能量起伏影响, 因此CRDS 具有很高的探测灵敏度。腔增强吸收
光谱技术(CEAS) [3 ,4 ] 是在腔衰荡光谱的基础上发展起来的一种新型的光谱技术, 通过测量透过谐振腔的光强获得分子的吸收信息。与CRDS 装置相比, CEAS 实验装置更加简单,对探测器及相关电子元件要求更低。
通常CRDS、CEAS 使用的光源都是窄带光源, 调谐范围在几个波数左右, 对于振2转光谱, 吸收谱线线宽较窄, 特征谱线比较明显, 作为光谱探测时, 选择性较好。不过对于NO3 之类的自由基分子, 大气中含量很低, 一般为pptv 量级, 其振- 转吸收强度很弱, 在实际探测中都是使用电子谱探测, 而电子谱吸收谱线较宽, 通常为几个nm , 远远大于通常CRDS 中使用的激光光源的可调谐范围, 为了使用通常的CRDS 方法探测这样的宽带吸收谱线, 需要测量几个不同波长处的衰荡时间, 如Simpson 等[5 ] 使用的方法, 测量几个不同频率处的吸收来排除其他物质吸收的干扰。然而, 大气是一个复杂的吸收物质和散射物质的混合物, 随时间改变很快, 为了得到准确的结果, 交迭吸收必须要能够精确分开,需要同时记录全部物质的吸收。
因此, 发展非相干宽带腔增强吸收光谱技术( IBBCEAS)越来越具有吸引力。宽带腔增强吸收光谱技术可以在很短的腔长(～1 m) 基础上实现很长的有效吸收光学路径(～km 量级) , 宽带光源的使用可以实现多组分物质同时测量, 探测灵敏度高, 并且探测时间较快, 可以测量小尺度范围内物质浓度的时间、空间二维变化, 为大气痕量探测及大气化学等相关研究提供了一个很好的探测方法。Fiedler 等[6 ]使用氙弧灯做光源记录了氧气分子和气相甘菊环烃的吸收光谱, Ball等[7 ]使用L ED 做光源定量的测量了大气中重要的气体(NO3 , NO2 和I2 ) 的吸收。Venables 等[8 ] 将IBBCEAS 与烟雾腔结合, 探测烟雾腔内的NO3 自由基, 用于气相化学反应机理的研究。
本文介绍了基于高功率L ED 光源的IBBCEAS 技术, 并通过NO2 在47213～47913 nm 处的吸收测量验证了该系统的探测灵敏度。采用差分光谱拟合技术反演了一系列低浓度的NO2 样品气体的绝对浓度, 在80 s 的平均时间内NO2 浓度反演的统计不确定性约为311 ppb (ng ·mL - 1 ) 。
光谱技术(CEAS) [3 ,4 ] 是在腔衰荡光谱的基础上发展起来的一种新型的光谱技术, 通过测量透过谐振腔的光强获得分子的吸收信息。与CRDS 装置相比, CEAS 实验装置更加简单,对探测器及相关电子元件要求更低。
通常CRDS、CEAS 使用的光源都是窄带光源, 调谐范围在几个波数左右, 对于振2转光谱, 吸收谱线线宽较窄, 特征谱线比较明显, 作为光谱探测时, 选择性较好。不过对于NO3 之类的自由基分子, 大气中含量很低, 一般为pptv 量级, 其振- 转吸收强度很弱, 在实际探测中都是使用电子谱探测, 而电子谱吸收谱线较宽, 通常为几个nm , 远远大于通常CRDS 中使用的激光光源的可调谐范围, 为了使用通常的CRDS 方法探测这样的宽带吸收谱线, 需要测量几个不同波长处的衰荡时间, 如Simpson 等[5 ] 使用的方法, 测量几个不同频率处的吸收来排除其他物质吸收的干扰。然而, 大气是一个复杂的吸收物质和散射物质的混合物, 随时间改变很快, 为了得到准确的结果, 交迭吸收必须要能够精确分开,需要同时记录全部物质的吸收。
因此, 发展非相干宽带腔增强吸收光谱技术( IBBCEAS)越来越具有吸引力。宽带腔增强吸收光谱技术可以在很短的腔长(～1 m) 基础上实现很长的有效吸收光学路径(～km 量级) , 宽带光源的使用可以实现多组分物质同时测量, 探测灵敏度高, 并且探测时间较快, 可以测量小尺度范围内物质浓度的时间、空间二维变化, 为大气痕量探测及大气化学等相关研究提供了一个很好的探测方法。Fiedler 等[6 ]使用氙弧灯做光源记录了氧气分子和气相甘菊环烃的吸收光谱, Ball等[7 ]使用L ED 做光源定量的测量了大气中重要的气体(NO3 , NO2 和I2 ) 的吸收。Venables 等[8 ] 将IBBCEAS 与烟雾腔结合, 探测烟雾腔内的NO3 自由基, 用于气相化学反应机理的研究。
本文介绍了基于高功率L ED 光源的IBBCEAS 技术, 并通过NO2 在47213～47913 nm 处的吸收测量验证了该系统的探测灵敏度。采用差分光谱拟合技术反演了一系列低浓度的NO2 样品气体的绝对浓度, 在80 s 的平均时间内NO2 浓度反演的统计不确定性约为311 ppb (ng ·mL - 1 ) 。
李辉发布的其他共享资料
-
-
关键词： 模型传递,近红外,支持向量回归机 发表时间： 2011-12-16 14:46:25
-
关键词： 支持向量机,红外光谱,校正模型,模式识别 发表时间： 2011-12-16 14:40:38
-
关键词： 纳米复合器件,MEHPPV/ZnSe,电致发光 发表时间： 2011-12-16 14:37:43
-
关键词： 光谱学,腔增强吸收光谱,LED光源 发表时间： 2011-12-16 14:34:23
-
关键词： 液晶可调谐滤光片,CCD,高光谱遥感 发表时间： 2011-12-16 14:31:53