利用波长慢速扫描和快速调制激光吸收光谱实验数据反演光谱吸收函数的理论和实验研究

摘要

在波长慢速均匀扫描和波长快速周期调制的情况下,基于激光吸收光谱的实验数据,提出了利用激光调制频率和激光扫描范围两个参数以及透射波信号和参考波信号反演谱线吸收函数的矩阵切片方法.当波长调制为单频正弦调制时,利用透射波信号和参考波信号的相除结果得到的矩阵,通过两个相距半个调制周期的切片积分的最小值即可得到准确的谱线吸收函数轮廓,并能反演出调制幅度的大小.当波长的快速调制扭曲为非单频的多频叠加调制时,可以利用多个切片的互补形成谱线吸收函数.上述方法可以用于在扫描波长范围内包含由多条吸收谱线且有重叠的真实吸收函数反演过程.而且,可以利用扫描波长范围内多条谱线的间隔参数来标定激光波长的扫描范围.采用上述的矩阵切片法,通过实验验证,得到了低吸收状况下CO在4300.700 cm^(-1)吸收谱线的吸收函数和较强吸收状况下CO_(2)在6336 cm^(-1)附近2条吸收谱线的吸收函数信息.