拉曼直角反射共焦腔檢測空氣中二氧化碳

黃保坤， 王經卓， 宋永獻， 朱 琳， 張明哲， 歐陽順利*， 吳楠楠

1. 江蘇海洋大學電子工程學院， 江蘇 連云港 222005 2. 內蒙古科技大學內蒙古自治區白云鄂博礦多金屬資源綜合利用重點實驗室， 內蒙古 包頭 014010 3. 內蒙古科技大學理學院， 內蒙古 包頭 014010

引 言

拉曼光譜采用激光作為激發光源， 激發分子的振動、 轉動能級發生躍遷， 并根據散射光與入射光的能量差確定不同分子的振動、 轉動能級， 從而對分子種類進行準確的定性分析， 被稱為分子指紋譜。

當拉曼光譜應用于氣體檢測時， 激光可以激發幾乎所有氣體分子的拉曼光譜， 因此適用于除惰性氣體外幾乎所有氣體分子的檢測， 不受限于氣體分子的種類和大小。 而且由于氣體分子處于布朗運動狀態， 受周圍環境的影響較小， 分子性質均一， 使得氣體分子的拉曼峰的半高寬較窄， 又由于氣體分子一般為小型分子， 所以氣體分子的拉曼峰數量少， 使得拉曼光譜技術適合對氣體分子， 尤其是對組成復雜的多種成分氣體分子進行分析[1]。

氣體對于激光具有良好的透過性， 這種現象既有其優點， 又有其缺點。 其優點在于， 氣體分子被激發出來的拉曼散射信號在傳輸過程中被吸收而損失的比例非常少， 以至于可以忽略不計， 所以拉曼光譜強度只和氣體分子的拉曼散射截面和分子數量有關， 有采用朗伯比爾定律根據拉曼光譜強度對氣體分子進行定量分析[2]。 其缺點在于， 采集拉曼光譜信號時， 由于拉曼光譜是散射信號的特性和光譜儀采用狹縫作為入光孔的特點， 造成只能采集一個較小范圍的空間點。……