Cavity Ring-Down-Optikspektrometer zur Absorptionsmessung mit gepulsten Laserquellen

Wir haben eine Technik entwickelt, die es ermöglicht, optische Absorptionsmessungen mit einer gepulsten Lichtquelle durchzuführen und eine Empfindlichkeit zu bieten, die deutlich höher ist als die, die mit stabilisierten kontinuierlichen Lichtquellen erreicht wird. Die Technik basiert auf der Messung der Absorptionsrate anstelle der Absorptionsstärke eines Lichtimpulses, der in einem geschlossenen optischen Hohlraum eingeschlossen ist. Der Zerfall der Lichtintensität im Hohlraum ist eine einfache Exponentialfunktion mit Verlustkomponenten durch Spiegelverluste, Breitbandstreuung (Rayleigh, Mie) und molekulare Absorption. Schmalbandige Absorptionsspektren werden erfasst, indem der Ausgang eines gepulsten Lasers (der in den optischen Hohlraum eingespeist wird) durch eine Absorptionsresonanz gescannt wird. Wir haben die Empfindlichkeit dieser Technik demonstriert, indem wir mehrere Bänder in dem sehr schwachen verbotenen b1Σg−X3Σg-Übergang in gasförmigem molekularem Sauerstoff gemessen haben. Absorptionssignale von weniger als 1 Teil in 10^6 können nachgewiesen werden.