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气体光谱计量技术研究进展

郭瑞民

郭瑞民. 气体光谱计量技术研究进展[J]. 计量科学与技术,2022, 66(10): 52-56 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0145
引用本文: 郭瑞民. 气体光谱计量技术研究进展[J]. 计量科学与技术,2022, 66(10): 52-56 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0145
GUO Ruimin. Research Progress of Gas Spectroscopy Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(10): 52-56. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0145
Citation: GUO Ruimin. Research Progress of Gas Spectroscopy Technology[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(10): 52-56. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0145

气体光谱计量技术研究进展

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0145
基金项目: 中国计量科学研究院基本科研业务费项目(28-AKYZD2205-2)。
详细信息
    作者简介:

    郭瑞民(1976-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:气体计量、精密光谱、硅基光电子等,邮箱:guorm@nim.ac.cn

Research Progress of Gas Spectroscopy Technology

  • 摘要: 采用光谱技术进行气体计量,是将气体量值溯源到分子跃迁线强度上。本文介绍了中国计量科学研究院在气体光谱计量技术的最新研究进展,其研制的光腔衰荡光谱装置采用了腔长稳定技术、Pound-Drever-Hall锁频技术、温度控制技术和光频梳技术等,衰荡光腔3小时温度变化不超过5 mK,1小时真空泄露不超过0.013 Pa。利用研制的实验装置测量了CO2分子的吸收谱线,分析并给出了跃迁线强度不确定度来源,评估的相对标准不确定度约为0.08%。
  • 图  1  实验系统光电示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of the experimental setup

    图  2  衰荡光腔3小时温度变化趋势

    Figure  2.  3-hour temperature variation trend of ring-down optical cavity

    图  3  实验测量的CO2$ \left(30012\right)\leftarrow \left(00001\right) $谱带P 34e谱线与拟合残差

    Figure  3.  Experimentally measured P 34e transition of CO2 $ \left(30012\right)\leftarrow \left(00001\right) $ band spectral line and fitted residual

    表  1  线强度不确定度评估

    Table  1.   Uncertainty evaluation for the line intensity

    A类相对不确定度(%)
    $ A/p $拟合~0.036
    谱线面积/压强拟合~0.032
    B类相对不确定度(%)
    铷钟准确度 2.89×10−9
    铷钟老化率 2.89×10−8
    衰荡光腔稳定性 3.04×10−8
    PDH锁频 1.19×10−10
    自由波谱范围测量 3.05×10−12
    压强 0.04
    温度 0.002
    气体标准物质浓度 0.04
    相对合成标准不确定度(%)~0.08
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-21
  • 录用日期:  2022-08-04
  • 修回日期:  2022-08-04
  • 网络出版日期:  2022-11-16

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