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光腔衰蕩法CRD高反射率測量系統

2022-12-19
來源:昊然偉業

德國IPHT

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CRD高反射率測量系統

  一、 CRD光腔衰蕩測量高反射率原理

  1. 高反射率測量現狀

精確檢測激光腔鏡的反射率是研制高反射率腔鏡的前提, 而現有的反射率檢測方法, 如光透射法,多次反射法等,對于高反射率(R>99.7%)已經不能給出準確的測量結果。光腔衰蕩光譜法(Cavity Ring-Down Spectroscopy,CRDS)測量高反鏡反射率是近年來興起的新技術, 它通過對指數型腔內衰蕩信號的檢測, 消除了傳統檢測方法中激光能量起伏所引起的誤差, 測量精度大為提高, 尤其對于反射率大于99.9%的腔鏡測量具有更好的效果。

2. CRD高反射率測量原理

當一束脈沖激光沿著光軸入射到光腔內,忽略衍射及散射損耗,單色脈沖光在兩個腔鏡之間往返振蕩,每經過一次循環透射出部分光,探測器通過接收光脈沖信號得到其以單指數形式衰減。

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τ為衰蕩時間,指光子出射脈沖光強衰減為初始光強的1/e時經歷的時間。C代表光速,L是代表腔長,RM是兩個腔鏡的幾何平均反射率,散射V和吸收系數α忽略不計。則,衰蕩時間τ表示為:

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從公式上可知,腔內損耗越小,反射率越高,衰蕩時間越長。

要計算待測樣品的反射率R,需要知道參考片的反射率Rref (詳見參考片說明部分),則

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   二、 德國IPHT CRD高反射率測量系統

    1. 德國IPHT介紹

IPHT Jena 成立于 2002 年,總部位于德國 Jena 。該研究院在醫療、環境、安全、生產和能量的改進方面提 出了多種光學方法。大約有 250 名科研人員致力于系統方案的研究,并形成了多種應用方案 IPHT 獨有的科學技術,同時,為耶拿及周邊城市的發展起到了不可或缺的作用。

IPHT 中大多數科學家也是圖林根大學的教育者和學者。 IPHT 的各學科、知名人士及綜合科研能力共同促進了其教育機構和學術交流的發展,如生物診斷學、薄膜光電等。

2. CRD系統介紹

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系統包含:

1. 激光光源

2. 光學零部件

3. A/D轉換器

4. 探測系統

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