Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện carbon monoxide siêu nhạy bằng cách sử dụng quang phổ hấp thụ âm thanh tăng cường bằng thạch anh dựa trên laser cascade lượng tử khoang ngoài
Tóm tắt
Một cảm biến dựa trên quang phổ hấp thụ âm thanh tăng cường bằng thạch anh (QEPAS) để phát hiện carbon monoxide ở nồng độ ppbv đã được phát triển với một laser cascade lượng tử khoang ngoài hoạt động ở bước sóng 4.65 μm trong cả chế độ sóng liên tục (cw) và chế độ xung. Một sự gia tăng gấp 23 lần cường độ tín hiệu CO đo được đã đạt được khi hơi nước, đóng vai trò như một chất xúc tác cho việc chuyển giao năng lượng dao động, được thêm vào hỗn hợp phân tích mục tiêu. Trong chế độ cw, độ nhạy tương đương với độ ồn (NES, 1σ) đạt được là 2 ppbv ở áp suất khí 100 Torr, với hằng số thời gian của bộ khuếch đại khóa (LIA) trong 1 giây (TC), cho biết một hệ số hấp thụ tương đương với độ ồn (NNEA) là $1.48\times 10^{-8}~\mathrm{cm}^{-1}\,\mathrm{W}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$. Trong chế độ xung, NES và NNEA xác định được là 46 ppbv và $1.07\times 10^{-8}~\mathrm{cm}^{-1}\,\mathrm{W}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$, tương ứng, cho hằng số thời gian LIA 3 ms ở áp suất khí quyển với tốc độ quét laser 18 cm-1/s và chu kỳ làm việc 50%. Một so sánh giữa phát hiện CO bằng QEPAS trong chế độ cw và chế độ xung cũng được báo cáo.
Từ khóa
#quang phổ hấp thụ âm thanh #QEPAS #phát hiện carbon monoxide #laser cascade lượng tử #độ nhạy tương đương với độ ồnTài liệu tham khảo
J.A. Logan, M.J. Prather, S.C. Wofsy, M.B. McElroy, J. Geophys. Res. 86, 7210 (1981)
M.A.K. Khalil, R.A. Rasmussen, Science 224, 54 (1984)
United states environmental protection agency, EPA 600/P-99/001F (2000)
T.H. Risby, F.K. Tittel, Opt. Eng. 49, 111123 (2010)
K. Zayasu, K. Sekizawa, S. Okinaga, M. YamayA, T. Ohrui, H. Sasaki, Am. J. Respir. Crit. Care Med. 156, 1140 (1997)
P. Paredi, W. Biernacki, F. Invernizzi, S.A. Kharitonov, P.J. Barnes, Chest 116, 1007 (1999)
H. Okuyama, M. Yonetani, Y. Uetani, H. Nakamura, Pediatr. Int. 43, 329 (2001)
A.A. Kosterev, F.K. Tittel, D.V. Serebryakov, A.L. Malinovsky, I.V. Morozov, Rev. Sci. Instrum. 76, 043105 (2005)
A.A. Kosterev, Y.A. Bakhirkin, R.F. Curl, F.K. Tittel, Opt. Lett. 27, 1902 (2002)
L. Dong, A.A. Kosterev, D. Thomazy, F.K. Tittel, Appl. Phys. B 100, 627 (2010)
M. Troccoli, L. Diehl, D.P. Bour, S.W. Corzine, N. Yu, C.H. Wang, M.A. Belkin, G. Höfler, R. Lewicki, G. Wysocki, F.K. Tittel, F. Capasso, J. Lightwave Technol. 26, 3534 (2008)
R.F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A.A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, F.K. Tittel, Phys. Lett. 487, 1 (2010)
A.A. Kosterev, G. Wysocki, Y.A. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, F.K. Tittel, R.F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008)
A. Lyakh, R. Maulini, A. Tsekoun, R. Go, S. Von der Porten, C. Pfugl, L. Diehl, F. Capasso, C. Kumar , N. Patel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 18799 (2010)
M. Razeghi, Y. Bai, S. Slivken, S.R. Darvish, Opt. Eng. 49, 111103 (2010)
A.A. Kosterev, P.R. Buerki, L. Dong, M. Reed, T. Day, F.K. Tittel, Appl. Phys. B 100, 173 (2010)
L. Dong, V. Spagnolo, R. Lewicki, F.K. Tittel, Opt. Express 19, 24037 (2011)
L.S. Rothman, A. Barbe, C.D. Brenner, L.R. Brown, C. Camy-Peyret, M.R. Carleer, K. Chance, C. Clerbaux, V. Dana, V.M. Devi, A. Fayt, J.M. Flaudi, R.R. Gamache, A. Goldman, D. Jacquemart, K.W. Jucks, W.J. Lafferty, J.Y. Mandin, S.T. Massie, V. Nemtchinov, D.A. Newnham, A. Perrin, C.P. Rinsland, J. Schroeder, K.M. Smith, M.A.H. Smith, K. Tang, R.A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, K. Yoshino, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 82, 5 (2003)
L. Dong, A.A. Kosterev, D. Thomazy, F.K. Tittel, Proc. SPIE 7945, 50R-1 (2011)