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基于椭圆腔共振的石英增强光声光谱理论研究

赵彦东 方勇华 李扬裕 吴军 李大成 崔方晓 刘家祥 王安静

基于椭圆腔共振的石英增强光声光谱理论研究

赵彦东, 方勇华, 李扬裕, 吴军, 李大成, 崔方晓, 刘家祥, 王安静
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  • 石英增强光声光谱技术作为一种新型的光学检测技术,已被广泛应用于痕量气体检测场合.其中声波共振增强性能是决定检测灵敏度的重要因素.为提高光声光谱检测系统的信噪比和检测极限,提出一种新型的椭圆腔共振石英增强光声光谱检测方法,建立了其声学特征模型并利用有限元分析方法对光声腔内部声学特性进行仿真研究.研究结果表明,椭圆腔的特征模态在(2,1)模态下长轴两端声压达到最大值.通过对椭圆腔的尺寸和形状进行优化,建立实验装置,得到目标气体硫化氢检测极限为6.3 ppm(parts per million),相应的归一化噪声等效吸收系数为2.0210-9cm-1W/Hz1/2.
      通信作者: 方勇华, yhfang@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 安徽省自然科学基金(批准号:1608085QD80)资助的课题.
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    [21]

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    [22]

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    [23]

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    Spagnolo V, Patimisco P, Pennetta R, Sampaolo A, Scamarcio G, Vitiello M S, Tittel F K 2015 Opt. Express 23 7574

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-27
  • 修回日期:  2016-06-17
  • 刊出日期:  2016-10-05

基于椭圆腔共振的石英增强光声光谱理论研究

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 中国科学技术大学, 合肥 230026
  • 通信作者: 方勇华, yhfang@aiofm.ac.cn
    基金项目: 

    安徽省自然科学基金(批准号:1608085QD80)资助的课题.

摘要: 石英增强光声光谱技术作为一种新型的光学检测技术,已被广泛应用于痕量气体检测场合.其中声波共振增强性能是决定检测灵敏度的重要因素.为提高光声光谱检测系统的信噪比和检测极限,提出一种新型的椭圆腔共振石英增强光声光谱检测方法,建立了其声学特征模型并利用有限元分析方法对光声腔内部声学特性进行仿真研究.研究结果表明,椭圆腔的特征模态在(2,1)模态下长轴两端声压达到最大值.通过对椭圆腔的尺寸和形状进行优化,建立实验装置,得到目标气体硫化氢检测极限为6.3 ppm(parts per million),相应的归一化噪声等效吸收系数为2.0210-9cm-1W/Hz1/2.

English Abstract

参考文献 (23)

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