腔衰蕩光譜技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、光譜技術(shù)是化學(xué)及物理研究中判別物質(zhì)組成與物質(zhì)類別的主要手段。吸收光譜技術(shù)是光譜技術(shù)中最常見的形式，以其簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)原理、簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)裝置及便捷的實(shí)驗(yàn)方法，被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域之中。目前，部分已經(jīng)測(cè)量精準(zhǔn)的吸收光譜，如碘、汞、氖、鈉的光譜等，己成為實(shí)驗(yàn)中定標(biāo)絕對(duì)頻率的參考。高靈敏光譜技術(shù)的研究是分子光譜研究的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 腔衰蕩光譜技術(shù)不僅具有較高的測(cè)量靈敏度，還可對(duì)樣品的絕對(duì)吸收進(jìn)行測(cè)量。采用連續(xù)激光腔衰蕩光譜

2、技術(shù)，通過(guò)測(cè)量O<,2>分子三重禁戒躍遷b<'1>∑<,g><'+>-X<'3>∑<,g><'->(3，0)帶<'R>Q(5)譜線(波數(shù)17266.090 cm<'-1>處)，極限真空及不同氣壓下的衰蕩時(shí)間，利用逼近法得到空腔壽命為2.9174 ms，由此擬合獲得其絕對(duì)吸收截面為1.4998(±0.0967)×10<'26>cm<'2>，與早先的文獻(xiàn)估計(jì)值一致。由空腔壽命獲得的諧振腔高反鏡的反射率為99.989(±0.001)％，較通常

3、的測(cè)量方法更為精確，于是，本實(shí)驗(yàn)條件下的等效吸收程長(zhǎng)比幾何程長(zhǎng)增大了約9090倍。 此外，基于光外差檢測(cè)的腔衰蕩光譜技術(shù)，避免了對(duì)衰蕩時(shí)間的直接測(cè)量，同時(shí)消除了腔鏡損耗的共模直流信號(hào)的測(cè)量，理論上其測(cè)量靈敏度可以達(dá)到量子噪聲極限[Ye J and John L H，2000 Phys．Rev．A．61，061802]。本文提出簡(jiǎn)化的光外差腔衰蕩光譜技術(shù)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，更適合于分子振轉(zhuǎn)光譜研究。在前期理論分析給出最佳參數(shù)的基礎(chǔ)