Спектроскопия атмосферы

Скачать в djvu «Спектроскопия атмосферы»


Появление лазеров создало новые возможности для совершенствования метода, в первую очередь в области спектроскопии высокого разрешения. Уникальные свойства лазерного излучения — высокая спектральная плотность энергии, монохроматичность, возможность плавной перестройки длины волны излучения позволили разработать ОА-спектрометры, обладающие высокой чувствительностью и высоким спектральным разрешением. Достижения линейной ОА-спектроскопии с источниками когерентного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов освещены в обзоре [38], а с узкополосными лазерами непрерывного и импульсного действия в монографиях [3, 12, 39] и обзорах [26, 29]. Использование в качестве источников излучения импульсных лазеров высокой мощности позволило расширить сферу применения ОА метода и способствовало развитию нелинейной ОА спектроскопии [3, 26].


Оптико-акустический метод относится к числу калориметрических, основанных на регистрации поглощенной мощности лазерного излучения (ЛИ) в исследуемом веществе. При прохождении ЛИ через замкнутый объем измерительной ячейки с исследуемым газом последний нагревается. Тепловыделение в замкнутом объеме ячейки приводит к генерации импульса давления, который регистрируется с помощью датчика давления, например чувствительного микрофона. Электрический сигнал, снимаемый с датчика давления, усиливается, а затем измеряется обычными способами измерения электрических импульсных сигналов. Процесс преобразования энергии ЛИ, резонансно взаимодействующего с выделенным KB-переходом в исследуемом молекулярном газе, в электрический сигнал рассмотрен в [3, 12]. Он включает в себя этапы: возбуждения молекул при поглощении ЛИ на частоте KB-перехода, релаксации возбужденного состояния, нагрева газа, генерации импульса давления в замкнутом объеме измерительной ячейки и преобразование импульса давления в электрический импульс с помощью датчиков давления.


Удобством применения ОА-метода в лазерной спектроскопии является его высокая чувствительность, которая позволяет работать с малыми длинами 10 см) поглощающих ячеек. На такой длине практически не происходит ослабления интенсивности излучения, так как х/<С 1 и приращение давления p(t) одинаково в любой точке ячейки спектрометра. Это позволяет получить достаточно простые соотношения, связывающие коэффициент поглощения с характеристиками ЛИ [3, 12].

Скачать в djvu «Спектроскопия атмосферы»