用高分辨中紅外激光研究分子光譜線形.pdf

1、分子光譜線型研究有著非常廣泛的應(yīng)用，如應(yīng)用在地球物理，天體物理等等領(lǐng)域。本工作主要介紹大氣分子的線型研究。 在法國(guó)巴黎的LPMAA實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)制作了一個(gè)低溫多次反射Herriott池。其溫度可以在室溫和15K之間連續(xù)可調(diào)，可以以靜態(tài)冷卻或碰撞冷卻的方式工作。其與一臺(tái)利用邁克耳遜干涉儀穩(wěn)頻的可調(diào)諧中紅外二極管激光光譜儀連用，可用于光譜參數(shù)隨溫度變化的研究。利用低溫Herriott池和穩(wěn)頻可調(diào)諧二極管激光光譜儀的優(yōu)良特性，該裝置被用

2、于測(cè)量12CH4氣體v3振動(dòng)帶中P(9)多重態(tài)的光譜參數(shù)隨溫度變化。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用于研究隨溫度變化的光譜參數(shù)對(duì)獲取大氣中CH4體積混合比的影響，并與用Hitran04數(shù)據(jù)庫(kù)的光譜參數(shù)獲得的體積混合比作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者間有顯著差異。 該低溫Herriott氣體池也用于測(cè)量低溫下13CO2氣體v3振動(dòng)帶中P(2)和R(10)兩條吸收線的氦氣碰撞展寬系數(shù)，實(shí)驗(yàn)溫度的變化范圍為從室溫到70K。當(dāng)該低溫氣體池以碰撞冷卻模式工作的時(shí)候，研究了施

3、加于進(jìn)氣針管不同的加熱功率對(duì)樣品濃度的影響，發(fā)現(xiàn)碰撞氣體氦氣的總壓力受其熱傳導(dǎo)的限制，以致擬合在20K這樣的極端低溫下做碰撞冷卻實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)的擬合誤差比較大。盡管如此，這類低溫實(shí)驗(yàn)提供了驗(yàn)證勢(shì)能面的低溫光譜數(shù)據(jù)，且通過碰撞冷卻實(shí)驗(yàn)獲得的20K這樣的極端低溫也給產(chǎn)生He-CO2聚合物提供了可能。 另外，基于一臺(tái)連續(xù)可調(diào)諧鈦寶石激光器和一臺(tái)連續(xù)波Nd:YAG激光器，在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)和搭建了一臺(tái)中紅外差頻光譜儀。為了將

4、其應(yīng)用于線型研究，1064nm的Nd:YAG激光器被倍頻到532nm，然后用多普勒展寬的碘吸收線對(duì)其穩(wěn)頻，以此減小其波長(zhǎng)的長(zhǎng)時(shí)間漂移。通過這樣的方法獲得的差頻輸出的頻率波動(dòng)可以減小到1×10-4cm-1以下。低壓CH4氣體吸收線被用于測(cè)量該差頻系統(tǒng)的儀器函數(shù)。最小二乘擬合得到了其儀器函數(shù)為半高全寬為1.7×10-4cm-1的洛侖茲線型。 在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里還搭設(shè)了一套仲氫基質(zhì)隔離光譜裝置，高分辨光譜被用于研究隔離在凝聚