光腔衰蕩光譜(CRDS)技術原理

來源：青島環控設備有限公司 2024年09月09日 10:34

吸收光譜技術主要包括可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）技術、光腔增強吸收光譜（CEAS）技術以及光腔衰蕩光譜（CRDS）技術等。CRDS與其它技術的區別在于其基于時間測量來研究氣體的吸收光譜，而不是傳統的基于強度的吸收方法。

光腔衰蕩光譜技術（CRDS），是近幾年來迅速發展起來的一種高靈敏度的吸收光譜檢測技術，它通過測量樣品的光學消光，包括光的散射和吸收。

幾乎所有小分子氣體（如CO2、H2O、H2S、NH3）都具有的近紅外吸收光譜。在低于大氣壓的壓力下，這些氣體顯示為一系列窄而清晰的尖銳波譜曲線，每條曲線都具有特定的波長。由于這些曲線之間間隔均勻且波長已知，因此可以通過測量該波長吸收度，即特定吸收峰的高度來確定任何物質的濃度。

但是，在傳統的紅外光譜儀中，因痕量氣體產生的吸收量太少而無法測量，通常靈敏度只能達到ppm級別。CRDS-光腔衰蕩光譜-通過使用長達數公里的有效吸收光程來突破這種靈敏度限制。CRDS能在幾秒鐘或更短的時間內對氣體進行監測，靈敏度可以達到ppb級別，甚至有些氣體可以達到ppt級別。

然而，在傳統的紅外光譜儀中，由于痕量氣體吸收量極小，無法進行準確測量，其靈敏度通常僅達到ppm級別。光腔衰蕩光譜（CRDS）技術通過采用長達數公里的有效光程突破了這種靈敏度限制。CRDS能夠在幾秒鐘甚至更短的時間內監測氣體，其靈敏度可以達到ppb級別，甚至某些氣體可以達到ppt級別。

CRDS是在激光探測技術取得長足發展的基礎上提出的吸收光譜技術。與傳統的痕量氣體光學測量技術相比，CRDS能夠實現對氣體分子光譜細微指紋結構的精確測量，其等效測量光程從傳統光學方法的數米、數十米大幅提高至數十千米，從而顯著提升了對目標氣體的檢測能力，對于目前的“雙碳戰略”的部署具有重要的意義。

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