基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置和方法制造方法及图纸

一种基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置和方法。该装置中，圆偏振飞秒激光电离CO2分子，建立CO2+的振动相干性，同时激发空气中的N2分子产生波长为337.1nm的窄线宽空气激光。该空气激光波长与CO2+的电子态跃迁共振，可作为探测光，诱导相干激发的CO2+产生电子共振增强的振动拉曼散射。在实验室条件下，对若干不同CO2浓度下采集的拉曼信号强度进行标定，通过平方拟合得到气体浓度与拉曼信号强度的关系和拟合系数。通过测量待测气体的拉曼信号强度，据此关系式，反推得到待测气体中的CO2浓度。本发明专利技术具有检测装置简单、灵敏度高和适合远程测量的特点，并可以用于CO2同位素的快速识别。素的快速识别。素的快速识别。

Detection device and method of CO2 concentration based on electron resonance enhanced coherent Raman spectroscopy

【技术实现步骤摘要】
基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置和方法


[0001]本专利技术涉及非线性超快光谱领域，特别是一种基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置和方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳(CO2)是大气中重要的温室气体，影响着全球气候、生态系统碳循环、人类的食物供应和居住环境等多个方面。因此，对大气中CO2浓度的精确测量以及CO2同位素的时空分辨，对于研究碳循环过程，追溯碳排放的源和汇，推动我国早日实现“碳达峰”和“碳中和”的战略目标有着重要意义。目前，相干拉曼光谱技术，凭借好的方向性、高的强度已经在气体浓度检测、大气测温等方面获得了广泛应用(可参阅S.Roy et al.,J.Raman Spectrosc.41,1194
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1199(2010)和M.Schenk et al.,Appl.Optics 44,6526
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6536(2005))。然而，由于CO2分子的拉曼频移相对较大，因此利用传统的多光周期飞秒激光脉冲难以实现高效的相干拉曼激发，这极大地限制了CO2相干拉曼散射的强度和探测灵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置，其特征在于，包括近红外飞秒激光器(1)、四分之一波片(2)、聚焦透镜(3)、气腔(4)、准直透镜(5)、滤波片、收集透镜(8)和光栅光谱仪(9)；所述的气腔(4)中充有1个大气压的标准空气(N2：80％，O2：20％)和一定浓度的CO2气体；所述的近红外飞秒激光器(1)输出线偏振飞秒激光，经四分之一波片(2)变为圆偏振飞秒激光，经聚焦透镜(3)入射到气腔(4)中；所述的圆偏振飞秒激光在气腔(4)中，电离CO2分子，建立CO2+的振动相干性，同时激发N2分子产生波长为337.1nm的空气激光，该空气激光作为探测光，与相干激发的CO2+的电子态跃迁共振，诱导产生电子共振增强的振动拉曼散射；经所述的气腔(4)出射的光依次经过准直透镜(5)、滤波片和收集透镜(8)后，聚焦到光栅光谱仪(9)。2.根据权利要求1所述的基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置，其特征在于，所述的滤波片为对空气激光波段高透射的窄带滤波片，用于获得空气激光信号；或者为对电子共振增强拉曼散射信号波段高透射的窄带滤波片，用于获得电子共振增强拉曼散射信号。3.根据权利要求1或2所述的基于电子共振增强相干拉曼光谱的CO2浓度的检测装置，其特征在于，一定浓度的CO2气体为CO2气体占气体总体积的0～6.25％。4.一种利用权利要求1
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3任一所述的基于电子共振增强相干...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，姚金平，谢红强，张方波，付博涛，于书鹏，陆旭，陈业伟，吴玉竹，程亚，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：