柱面镜光学多通池的设计及在痕量气体探测中的应用

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1、密级：保密期限：告备乂爹硕±学位论文柱面镜光学多通池的巧计及在痕量气体探测中的应用ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＭｉｒｒｏｒｓＭｕｌｔｉｐａｓｓＣｅｌｌｆｏｒＴｒ汪ｃｅＧａｓｅｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ学号Ｂ１２２０１０２７姓名陈家金学位类别理学硕±学科专业光学指导教师张为俊研究员完成时间２０１５年５月答辩委员会主席签名独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及

2、取得的＾。据我所知１，论文研究成果，除了文中特别加乂标注和致谢的地方外中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为款得安徽大学或其他教育机构的一学位或证书而使用过的材料。与我同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。／学位论文作者签名：金签字曰期：＞；年＾月曰巧学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人投权安徽大学可Ｉ义将学位论文的全部

3、或部分内容编入有关数据库进行检、、索，可口、采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。）（保密的学位论文在解密后适用本授权书、学位论文作者签名导师签名：城乂ｃｆ■■？。签字曰期：月之曰曰：Ａ文月曰兴年５签字期ＩＸ年＾７学位论文作者毕业去向：工作单位：电话：通讯她址：邮编：摘要摘要可调谐二极管激光吸收光谱技术（化１化ｂ］ｅＤｉｏｄｅＬａｓｅｒＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏ）具有高灵敏度、高分辨率和快速响应等优点，在痕量气体探测方ｐｙ面有着广泛的应用。Ｔ

4、ＤＬＡＳ作为气体检测的先进手段，与长程光学多通池相结合将会进一步提高探测灵敏度。本论文针对现代气体测量仪器小型化和高精度的一需求，，设汁了种圆型柱面镜光学多通池并与近红外二极管激光吸收光谱技术：相结合，分别对甲烧和二氧化碳气体进行了痕量探测。论文主要工作包括介绍了大气中痕量气体检测的意义，并对激光吸收光谱原理、不同的吸收线型和气体吸收线选择等基本知识进行了介绍。描述了传统多通池及其改进形式的原理和结构，在此基础上，详细说明了柱面镜光学多通池的原理和设计，５０ｍｍ２５０ｍｍ，镜所用柱面镜直巧为，焦距面

5、一儀有保护金膜，其中块镜片中私位置处有直径为４ｍｍ的通光孔，通过调节前后两柱面镜的间距和相对旋转角度，在镜面上实现了不同的光斑分布，得到了不同的光程，加工成本低，腔镜的有效利用面积高，与传。该多通池具有结构紧凑统多通池相比，能够在相同的基长下得到更长的吸收光程，进而提高系统的检测极限。一Ａ建立了套基于柱面镜光学多通池的ＴＤＬＳ系统，使用中也波长分别为１．６５．５７ＤＦＢ和的半导体激光器作为光源，采用直接吸收光谱方法对甲１烧和二氧化碳气体进行了痕量探测，在气体吸收光程为１３．８ｍ的情况下，ＣＨ４

6、最小可探测浓度达到了化６８ｐｐｍ（ｌｃｊ，３．３ｓ平均时间），Ｃ〇２最小可探测浓度达到了６３．３ｍｌｃＴ，５ｓ平二ｐｐ均时间），并对实际大气中的甲院和氧化碳气体进行了探（测。关键词：可调谐二极管激光吸收光谱；光学多通池；柱面镜；甲烧和二氧化碳痕量探测ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＴｕｎａｂｌｅＤｉｏｄｅＬａｓｅｒＡｂｓｏｒｔｉｏｎＳｅｃｔｒｏｓｃｏＴＤＬＡＳｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｕｓｅｄｐｐｐｙ（）ｙｔ化ｔｔｔｓｔｔｉｎｒａｃｅａｓｄｅｃｉｏｎｗｉ化

7、ｈｅｍｅｒｉｏｆ化ｅｈｉｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔ、ｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｉｏｎａｎｄｆａｓｇｇｙｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅ．ＴＤＬＡＳａｓａｄｖａｎｃｅｄｇａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅａｎｓ，ｈａｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌｏｎｇｐａｔｈｏｐｔｉｃａｌｍｕｌｔｉｐａｓｓｃｅｌｌｔｏｇｅｔ化ｅｈｉｇｈｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｄｅ化ｃｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｕ＊ｒｅｉｒｅｍｅｎｔｏｆ１：ｈｅｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｒｅｃｉｓｉｏｎ

8、；ｎａｓｍｅａｓｕｉｉｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｑｐｇｇ，＇ａｓｓｃｅ．ｍｕｌｔｉｐｌｌｂａｓｅｄｏｎｔｗｏｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｍｉｎｏｒｓｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄＣｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅＴｕ