利用本征模频率进行高保真测量的外差色散腔衰荡光谱
光学
2024-03-05 v1 应用物理
仪器与探测器
摘要
在广泛的应用中，测量低光吸收且合成不确定度 < 1 permille 至关重要。流行的腔衰荡光谱可以提供低于 0.01 permille 的超高精度，但其准确性高度依赖于检测系统的测量能力，通常约为 10 permille。在此，我们利用衰荡腔电磁场携带的光频率信息（传统 CRDS 中未探索的）进行高保真光谱测量。我们不仅测量衰减的光强，还对衰荡信号进行外差检测并随后进行傅里叶分析，以提供光学腔模的精确频率并从中获取气体样品的色散光谱。该方法对光强测量的不准确性不敏感，并消除了探测器带宽非线性问题，而这是传统 CRDS 中测量误差的主要原因。以 CO 和 HD 谱线强度为例，我们展示了该方法的亚千分之一的准确度（由最佳从头算结果证实），以及我们的色散测量在 水平上的长期重复性。此类结果以前从未在光学光谱中实现过。该方法的高准确度表明了其在大气研究、同位素比率计量学、测温学以及建立基准气体标准方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2403.01961,
title = {Heterodyne dispersive cavity ring-down spectroscopy exploiting eigenmode frequencies for high-fidelity measurements},
author = {Agata Cygan and Szymon Wójtewicz and Hubert Jóźwiak and Grzegorz Kowzan and Nikodem Stolarczyk and Katarzyna Bielska and Piotr Wcisło and Roman Ciuryło and Daniel Lisak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.01961},
year = {2024}
}