,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第,9,章 激光光谱技术,9.1,基本原理,9.2,提高光谱探测灵敏度的方法,9.3,高分辨亚多普勒光谱技术,9.4,时间分辨光谱技术,9.1,基本原理,9.1.1,普通光源与激光光源,9.1.2,饱和效应,9.1.3,激发方法,9.1.4,激光光谱的探测方法,9.1.5,激光光谱的优点,9.1.1,普通光源与激光光源,如果是脉冲光源功率密度可更大,线宽小、发散性小、相干性好、强度大，是激光的特点,9.1.2,饱和效应,激光功率密度大，与物质相互作用时，有可能将物质的大部分基态粒子激发到激发态，而使得多余的光无法再被吸收，即物质相对于激光而言是透明的,探测器,接收的,光强是,否相同？,这种好,饱和效应的推导,平衡情况下，总发射,=,总吸收,饱和吸收时，,即,换句话说，饱和吸收时，基态粒子与激发态粒子数比约,1,：,1,饱和效应的推导（,Cont.,）,入射光能量密度与入射光功率密度存在关系,即饱和吸收要求光源功率密度,附：,一个例子,入射光波长为,600 nm,时，要求功率密度达到多少时才能实现饱和效应？,对激光而言这个条件很容易达到！,9.1.3,激发方法,单步激发,多步激发：,先激发到中间态，饱和效应可使粒子在中间态停留较长时间，从而能够再从中间态激发到激发态,多光子激发：,激光的一种非线性效应，同时吸收多个光子，光子能量和等于能级间隔,9.1.4,激光光谱的探测方法,常规吸收光谱探测,激光光谱探测,激光光谱中的波长标定,(1),利用法布里,-,帕罗标准具,(2),同时记录标准具干涉曲线与光谱，利用自由光程度量吸收峰的间距、半宽等,(3),如果要知道波长或频率的绝对值，则需要与一个已知波长进行比较,(4),将激光波长稳定在谱线中心，让光束稍有发散通过法布里,-,帕罗干涉仪，则会形成干涉环，将该环与已知波长的干涉环比较，即可测出当前实际波长,波长标定的一个例子,9.1.5,激光光谱的优点,使用可调谐激光器，,不需要色散系统,使用,F-P,标准具进行波长标定,，可以提高波长测量的准确度，从而更加准确的测量谱线的线形和轮廓,激光的发散度小,，可以来回多次反射通过样品池，增大光程，以测量吸收系数很小的粒子跃迁,激光强度大，使得探测器带来的噪声可以忽略，增大了信号探测的信噪比，,提高了灵敏度,9.1.5,激光光谱的优点（,Cont.,）,激光强度大，也可以,使受激态产生可观的粒子数,，更利于实现受激态的吸收（如荧光光谱）,激光强度大，有利于,激发光谱的探测,，如拉曼散射强度与激发光强成正比,可使用多种去多普勒技术以减小多普勒效应，从而减小谱线展宽，,提高光谱分辨率,激光脉冲可以快速调谐,，从能够利用激光光谱测量一些快变过程,