基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，主要包括激光光源、腔增强光谱测量光路、电路控制与信号处理系统。所述激光光源采用出射功率为毫瓦级的半导体激光器，用来测量水汽δ

【技术实现步骤摘要】
基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置及方法
本专利技术涉及激光吸收光谱
，特别是涉及一种基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置及方法。
技术介绍
由于同位素效应的存在，氢氧稳定同位素作为水的“DNA”，H18OH、HDO、H16OH和H17OH成为土壤、植被、大气和海洋间不同形式水分子运动的最佳示踪剂，成为涉及大气、水文和生态等多种学科的重要研究工具，对于研究水分的传输和转化具有重要的意义。现有的水汽同位素测量方法主要有同位素比值质谱法(IRMS)，可以达到高通量(每个样品几分钟的分析时间)和令人印象深刻的高水平的精度，但与可凝结的气体或像水这样的粘性分子是不相容的。在水同位素分析中，将水还原为H2并与CO2平衡是测定D和18O同位素比值的常用方法。此外，由于17O12C16O和16O13C16O分子出现在同一质量通道中，准确直接测定H217O/H216O的同位素比值几乎是不可能的。这个比值通常是由17O和18O丰度比值之间的自然关系推断出来的，或者是由水样经氟化处理后对O2的测定得出的。目前还没有一种可靠的高精度质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，主要包括激光光源、腔增强光谱测量光路、电路控制与信号处理系统；/n所述激光光源采用出射功率为毫瓦级的半导体激光器，用来测量水汽δ

【技术特征摘要】
1.一种基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，主要包括激光光源、腔增强光谱测量光路、电路控制与信号处理系统；
所述激光光源采用出射功率为毫瓦级的半导体激光器，用来测量水汽δ18O、δ17O和δD同位素比率同时所需的吸收谱线；
所述腔增强光谱测量光路包括像散镜组构成的光学腔、聚焦透镜、MCT探测器，所述像散镜组构成的光学腔包括位于前端的入射腔镜、位于后端的透射腔镜，入射腔镜的入射光位置安装有准直透镜实现腔体的密封和光源的准直；传输到透射腔镜的光线透射后，经过聚焦透镜汇聚到MCT探测器上，经MCT探测器光电转化后的信号进入所述电路控制与信号处理系统；
所述电路控制与信号处理系统用于控制光学腔内的温度和压力，以及调制和锁定激光光源的输出波长，对信号进行处理后得到水汽同位素分子的浓度。


2.根据权利要求1所述的基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，所述激光光源采用2—3um的分布反馈式DFB激光器或3—6um带间级联ICL激光器或垂直腔面发射VCSEL激光器。


3.根据权利要求1所述的基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，
所述入射腔镜为单面抛光的像散平凹球面镜，凹面镀有高反介质膜；
所述透射腔镜为双面抛光的柱面镜，凹面镀有高反介质膜，柱面镀有增透膜。


4.根据权利要求3所述的基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，所述高反介质膜的中心波长与增透膜的中心波长根据所选激光器的中心波长确定。


5.根据权利要求1所述的基于腔增强吸收光谱技术探测水汽稳定同位素装置，其特征在于，所述像散镜组构成的光学腔侧面设置有恒温恒压装置、汽化模块；
所述恒温恒压装置用于保持腔内温度和压力的稳定性；
所述汽化模块用于将液态水汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏滑，张志荣，庞涛，孙鹏帅，吴边，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34