超长光学路径长度多通道矩阵细胞的通用设计方法
光学
2025-01-22 v2
摘要
首次提出一种基于双面场镜多循环模式的超长光学路径长度（OPL）多通道矩阵细胞（MMC）通用设计方法。详细阐述了基于双循环模式的双面Pickett Bradley White细胞（PBWC）MMC的设计思路，并给出基于PBWC和Bernstein Herzberg White细胞（BHWC）双循环模式的其他三种MMC的简单设计方法。进一步，我们提出一种通过添加循环元件实现超长OPL MMC通用设计的方法。采用此方法设计的MMC的OPL可达数公里甚至十数公里。这些新型MMC具有结构简单、聚焦形成规则性强、易于扩展、镜面利用率高、聚焦空间位置重复使用次数多、稳定性好以及光学路径长度与体积比率极高等优势。为评估新MMC的性能，构建了一个基于三倍PBWC的开放式甲烷气体传感器，用于连续测量实验室中的甲烷浓度，验证了新设计方法的可行性、有效性和实用性。本文提出的设计方法为MPC的设计提供了新思路，而所设计的新型MMC在高精度微量气体监测领域具有广阔的应用前景。
引用
@article{arxiv.2406.02221,
title = {A general design method for ultra-long optical path length multipass matrix cells},
author = {Yiyun Gai and Wenjin Li and Kaihao Yi and Xue Ou and Peng Liu and Xin Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.02221},
year = {2025}
}