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用，如應用在地球物理，天體物理等等領域。本工作主要介紹大氣分子的線型研究。 在法國巴黎的LPMAA實驗室，設計制作了一個低溫多次反射Herriott池。其溫度可以在室溫和15K之間連續(xù)可調，可以以靜態(tài)冷卻或碰撞冷卻的方式工作。其與一臺利用邁克耳遜干涉儀穩(wěn)頻的可調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)頻可調諧二極管激光光譜儀的優(yōu)良特性，該裝置被用

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

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

4、其應用于線型研究，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其穩(wěn)頻，以此減小其波長的長時間漂移。通過這樣的方法獲得的差頻輸出的頻率波動可以減小到1×10-4cm-1以下。低壓CH4氣體吸收線被用于測量該差頻系統(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。 在中國科學技術大學的實驗室里還搭設了一套仲氫基質隔離光譜裝置，高分辨光譜被用于研究隔離在凝聚