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光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

2022-12-19 14:54
昊然伟业
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德国IPHT

CRD高反射率测量系统

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

       一、 CRD光腔衰荡测量高反射率原理

       1. 高反射率测量现状

精确检测激光腔镜的反射率是研制高反射率腔镜的前提, 而现有的反射率检测方法, 如光透射法,多次反射法等,对于高反射率(R>99.7%)已经不能给出准确的测量结果。光腔衰荡光谱法(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)测量高反镜反射率是近年来兴起的新技术, 它通过对指数型腔内衰荡信号的检测, 消除了传统检测方法中激光能量起伏所引起的误差, 测量精度大为提高, 尤其对于反射率大于99.9%的腔镜测量具有更好的效果。

2. CRD高反射率测量原理

当一束脉冲激光沿着光轴入射到光腔内,忽略衍射及散射损耗,单色脉冲光在两个腔镜之间往返振荡,每经过一次循环透射出部分光,探测器通过接收光脉冲信号得到其以单指数形式衰减。

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

τ为衰荡时间,指光子出射脉冲光强衰减为初始光强的1/e时经历的时间。C代表光速,L是代表腔长,RM是两个腔镜的几何平均反射率,散射V和吸收系数α忽略不计。则,衰荡时间τ表示为:

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

从公式上可知,腔内损耗越小,反射率越高,衰荡时间越长。

要计算待测样品的反射率R,需要知道参考片的反射率Rref (详见参考片说明部分),则

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

       二、 德国IPHT CRD高反射率测量系统

       1. 德国IPHT介绍

IPHT Jena 成立于 2002 年,总部位于德国 Jena 。该研究院在医疗、环境、安全、生产和能量的改进方面提 出了多种光学方法。大约有 250 名科研人员致力于系统方案的研究,并形成了多种应用方案 IPHT 独有的科学技术,同时,为耶拿及周边城市的发展起到了不可或缺的作用。

IPHT 中大多数科学家也是图林根大学的教育者和学者。 IPHT 的各学科、知名人士及综合科研能力共同促进了其教育机构和学术交流的发展,如生物诊断学、薄膜光电等。

2. CRD系统介绍

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

系统包含:

1. 激光光源

2. 光学零部件

3. A/D转换器

4. 探测系统

光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

       原文标题 : 光腔衰荡法CRD高反射率测量系统

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