【技术实现步骤摘要】
一种痕量气体的探测方法及探测装置
本申请涉及光学探测
，更具体地说，涉及一种痕量气体的探测方法及探测装置。
技术介绍
分子吸收光谱(MolecularAbsorptionSpectrometry)技术是一种测量被测目标气体分子浓度的技术，具体为：对待测气体中某一目标气体分子组分的吸收线进行测量，获取目标气体分子的吸收率，利用吸收率和被测目标气体分子浓度的对应关系，获得被测目标气体在待测气体中的浓度。目前常用的分子吸收光谱技术是测量目标气体分子(同位素)某条吸收谱线的吸收率，它满足Beer-Lambert关系式。数据库HITRAN公开了数十种主要大气分子及其同位素的吸收线参数。测量时，为了避免受到激光功率漂移、光学介质透射率起伏等效应的影响，通常需要扫描波长，通过记录一定波段范围的激光光谱，得到目标气体分子一条孤立谱线的完整包络，通过积分的方式消除线型函数的影响，从而得到目标气体的浓度。然而，在常温或者高温条件下，即使在低压下，分子近红外跃迁的多普勒展宽(半高全宽)也达到数百MHz水平，由于背景气体中其它分子(或同位素)的存在，如果目标气体分子(同位素)的含量...
【技术保护点】
1.一种痕量气体的探测方法，其特征在于，包括：提供谐振腔，并在所述谐振腔的腔体内部充填待测气体，所述待测气体中包括待测痕量气体；提供不同频率的探测光线，所述探测光线从所述谐振腔的延伸方向的一端入射到所述谐振腔内部，并从所述谐振腔的延伸方向的另一端出射，以获得携带待测痕量气体信息的探测光线；所述谐振腔的腔体在所述谐振腔的延伸方向上具有伸缩自由度，以使所述谐振腔的纵模频率与入射的探测光线的频率匹配；根据不同频率的携带待测痕量气体信息的探测光线，获取所述待测痕量气体的分子饱和吸收光谱，并根据所述痕量气体的分子饱和吸收光谱，计算所述待测气体中所述待测痕量气体的浓度。
【技术特征摘要】
1.一种痕量气体的探测方法，其特征在于，包括：提供谐振腔，并在所述谐振腔的腔体内部充填待测气体，所述待测气体中包括待测痕量气体；提供不同频率的探测光线，所述探测光线从所述谐振腔的延伸方向的一端入射到所述谐振腔内部，并从所述谐振腔的延伸方向的另一端出射，以获得携带待测痕量气体信息的探测光线；所述谐振腔的腔体在所述谐振腔的延伸方向上具有伸缩自由度，以使所述谐振腔的纵模频率与入射的探测光线的频率匹配；根据不同频率的携带待测痕量气体信息的探测光线，获取所述待测痕量气体的分子饱和吸收光谱，并根据所述痕量气体的分子饱和吸收光谱，计算所述待测气体中所述待测痕量气体的浓度。2.一种痕量气体的探测系统，其特征在于，包括：激光发生装置、谐振腔、光电探测装置、反馈控制装置和扫描控制装置；其中，所述谐振腔的腔体内部用于充填待测气体，所述待测气体中包括待测痕量气体；所述谐振腔的腔体在所述谐振腔的延伸方向上具有伸缩自由度；所述激光发生装置，用于在所述反馈控制装置的控制下，提供不同频率的探测光线，所述探测光线从所述谐振腔的延伸方向的一端入射到所述谐振腔内部，并从所述谐振腔的延伸方向的另一端出射，以获得携带待测痕量气体信息的探测光线；所述光电探测装置，用于将携带待测痕量气体信息的探测光线转换为电信号形式的探测信息；所述扫描控制装置，用于记录所述电信号形式的探测信息，和用于控制所述激光发生装置以步进的方式调整出射的探测光线的频率；所述反馈控制装置，用于控制所述激光发生装置出射的探测光线的频率与所述谐振腔的纵模频率匹配。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述谐振腔包括：外壳，所述外壳具有相对设置的入射端和出射端；位于所述外壳内部，靠近所述入射端一侧的第一反射镜，所述第一反射镜朝向所述入射端一侧具有增透膜；位于所述外壳内部，靠近所述出射端一侧的第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜的反射面相对设置；与所述第一反...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡水明，王进，孙羽，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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