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文档简介

1、会计学1 激光光谱技术基本原理激光光谱技术基本原理 9.1.1 普通光源与激光光源普通光源与激光光源 9.1.2 饱和效应饱和效应 9.1.3 激发方法激发方法 9.1.4 激光光谱的探测方法激光光谱的探测方法 9.1.5 激光光谱的优点激光光谱的优点 第1页/共13页 F 如果是脉冲光源功率密度可更大 F线宽小、发散性小、相干性好、强度大，是激光的特点 第2页/共13页 F 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 第3页/共13页 F 饱和效应的推导 平

2、衡情况下，总发射=总吸收 vB A NN N 2 1 21 2 饱和吸收时， AvB 2 1 21 2 NN N 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 第4页/共13页 F 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 cI 即饱和吸收要求光源功率密度 2 3 2 2 3 168 cc h B A cI 附： 3 3 8 c h B A 第5页/共13页 F 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？ MHzcm/W103 . 2 10600 1031062. 6 888 23 3 9 834 32 3 hc

3、c h B A cI 对激光而言这个条件 很容易达到！ 第6页/共13页 F 单步激发 F 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 F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 第7页/共13页 F常规吸收光谱探测 F激光光谱探测 第8页/共13页 F激光光谱中的波长标定 (1) 利用法布里-帕罗标准具 nl c or nl22 2 (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

4、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 第9页/共13页 F波长标定的一个例子 第10页/共13页 F 使用可调谐激光器，不需要色散系统 F 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 F 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 F 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 第11页/共13页 F 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） F 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 F 可使用多种去多普勒技术以减小多

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