Picarro技(Ji)术(Shu)附(Fu)录(Lu)

 1、(?)绝(Jue)对(Dui)波(Bo)长(Chang)监(Jian)测(Ce)

将(Jiang) CRDS 的(De)检(Jian)测(Ce)限(Xian)提(Ti)升(Sheng)至(Zhi) ppt 水(Shui)平(Ping)需(Xu)要(Yao)非(Fei)常(Chang)精(Jing)确(Que)的(De)扫(Sao)描(Miao)和(He)目(Mu)标(Biao)气(Qi)体(Ti)吸(Xi)收(Shou)曲(Qu)线(Xian)的(De)拟(Ni)合(He)。(?)目(Mu)前(Qian)可(Ke)用(Yong)的(De)近(Jin)红(Hong)外(Wai)激(Ji)光(Guang)二(?)极(Ji)管(Guan)的(De)波(Bo)长(Chang)往(Wang)往(Wang)通(Tong)过(Guo)改(Gai)变(Bian)其(Qi)驱(Qu)动(Dong)电(Dian)流(Liu)和(He)温(Wen)度(Du)直(Zhi)接(Jie)调(Diao)谐(Xie)。(?)然(Ran)而(?)，(?)电(Dian)流(Liu)和(He)波(Bo)长(Chang)之(Zhi)间(Jian)的(De)确(Que)切(Qie)关(Guan)系(Xi)会(Hui)因(Yin)激(Ji)光(Guang)器(Qi)而(?)异(Yi)。(?)而(?)且(Qie)，(?)由(You)于(Yu)这(Zhe)种(Zhong)关(Guan)系(Xi)可(Ke)能(Neng)随(Sui)时(Shi)间(Jian)而(?)变(Bian)化(Hua)，(?)因(Yin)此(Ci)仅(Jin)从(Cong)驱(Qu)动(Dong)电(Dian)流(Liu)无(Wu)法(Fa)获(Huo)知(Zhi)准(Zhun)确(Que)的(De)波(Bo)长(Chang)结(Jie)果(Guo)。(?)另(Ling)外(Wai)，(?)有(You)必(Bi)要(Yao)以(Yi)比(Bi)光(Guang)谱(Pu)的(De)线(Xian)宽(Kuan)窄(Zhai)几(Ji)个(Ge)数(Shu)量(Liang)级(Ji)的(De)精(Jing)度(Du)了(Liao)解(Jie)激(Ji)光(Guang)波(Bo)长(Chang)的(De)绝(Jue)对(Dui)值(Zhi)。(?)然(Ran)而(?)，(?)商(Shang)用(Yong)波(Bo)长(Chang)计(Ji)不(Bu)能(Neng)提(Ti)供(Gong)这(Zhe)种(Zhong)精(Jing)度(Du)。(?)这(Zhe)也(Ye)就(Jiu)是(Shi)为(Wei)什(Shi)么(Me)市(Shi)场(Chang)上(Shang)一(Yi)些(Xie)老(Lao)式(Shi)的(De)、(?)争(Zheng)性(Xing)的(De)基(Ji)于(Yu)腔(Qiang)的(De)气(Qi)体(Ti)分(Fen)析(Xi)仪(Yi)试(Shi)图(Tu)只(Zhi)锁(Suo)定(Ding)到(Dao)某(Mou)个(Ge)单(Dan)个(Ge)波(Bo)长(Chang)而(?)不(Bu)是(Shi)扫(Sao)描(Miao)整(Zheng)个(Ge)波(Bo)长(Chang)吸(Xi)收(Shou)曲(Qu)线(Xian)的(De)主(Zhu)要(Yao)原(Yuan)因(Yin)。(?)

在(Zai) Picarro，(?)我(Wo)们(Men)通(Tong)过(Guo)开(Kai)发(Fa)自(Zi)己(Ji)的(De)高(Gao)精(Jing)度(Du)波(Bo)长(Chang)监(Jian)视(Shi)器(Qi)并(Bing)申(Shen)请(Qing)专(Zhuan)利(Li)，(?)成(Cheng)功(Gong)解(Jie)决(Jue)了(Liao)这(Zhe)个(Ge)问(Wen)题(Ti)。(?)对(Dui)于(Yu)小(Xiao)的(De)气(Qi)相(Xiang)分(Fen)子(Zi)，(?)它(Ta)可(Ke)以(Yi)测(Ce)量(Liang)的(De)激(Ji)光(Guang)绝(Jue)对(Dui)波(Bo)长(Chang)的(De)精(Jing)度(Du)比(Bi)观(Guan)察(Cha)到(Dao)的(De)多(Duo)普(Pu)勒(Le)展(Zhan)宽(Kuan)线(Xian)宽(Kuan)窄(Zhai) 1000 倍(Bei)以(Yi)上(Shang)。(?)然(Ran)后(Hou)我(Wo)们(Men)以(Yi)一(Yi)种(Zhong)特(Te)殊(Shu)的(De)方(Fang)式(Shi)使(Shi)用(Yong)它(Ta) - 具(Ju)体(Ti)来(Lai)说(Shuo)，(?)我(Wo)们(Men)将(Jiang)激(Ji)光(Guang)锁(Suo)定(Ding)到(Dao)波(Bo)长(Chang)计(Ji)，(?)然(Ran)后(Hou)我(Wo)们(Men)主(Zhu)动(Dong)调(Diao)谐(Xie)至(Zhi)已(Yi)知(Zhi)波(Bo)长(Chang)。(?)结(Jie)果(Guo)是(Shi)光(Guang)谱(Pu)精(Jing)度(Du)高(Gao)于(Yu)任(Ren)何(He)基(Ji)于(Yu)激(Ji)光(Guang)或(Huo)其(Qi)它(Ta)方(Fang)法(Fa)的(De)商(Shang)业(Ye)光(Guang)谱(Pu)仪(Yi)。(?)这(Zhe)种(Zhong)光(Guang)谱(Pu)精(Jing)度(Du)是(Shi)达(Da)到(Dao) ppt 浓(Nong)度(Du)灵(Ling)敏(Min)度(Du)所(Suo)需(Xu)的(De)线(Xian)形(Xing)和(He)线(Xian)强(Qiang)超(Chao)精(Jing)确(Que)拟(Ni)合(He)的(De)关(Guan)键(Jian)。(?) 

2、(?)精(Jing)确(Que)的(De)压(Ya)强(Qiang)和(He)温(Wen)度(Du)控(Kong)制(Zhi)

观(Guan)察(Cha)到(Dao)的(De)谱(Pu)线(Xian)强(Qiang)度(Du)与(Yu)真(Zhen)实(Shi)浓(Nong)度(Du)之(Zhi)间(Jian)的(De)关(Guan)系(Xi)取(Qu)决(Jue)于(Yu)气(Qi)体(Ti)样(Yang)品(Pin)的(De)压(Ya)强(Qiang)和(He)温(Wen)度(Du)。(?)除(Chu)非(Fei)已(Yi)知(Zhi) CRDS 测(Ce)量(Liang)腔(Qiang)的(De)温(Wen)度(Du)和(He)压(Ya)强(Qiang)，(?)否(Fou)则(Ze)几(Ji)乎(Hu)很(Hen)难(Nan)实(Shi)现(Xian)在(Zai)精(Jing)确(Que)已(Yi)知(Zhi)波(Bo)长(Chang)下(Xia)的(De)准(Zhun)确(Que)测(Ce)量(Liang)吸(Xi)收(Shou)值(Zhi)。(?)

然(Ran)而(?)，(?)为(Wei)了(Liao)获(Huo)得(De)尽(Jin)可(Ke)能(Neng)低(Di)的(De)测(Ce)量(Liang)漂(Piao)移(Yi)，(?)这(Zhe)些(Xie)参(Can)数(Shu)不(Bu)仅(Jin)必(Bi)须(Xu)是(Shi)已(Yi)知(Zhi)的(De)，(?)而(?)且(Qie)还(Huan)必(Bi)须(Xu)主(Zhu)动(Dong)稳(Wen)定(Ding)到(Dao)恒(Heng)定(Ding)值(Zhi)。(?)

在(Zai) Picarro CRDS 气(Qi)体(Ti)分(Fen)析(Xi)仪(Yi)中(Zhong)，(?)样(Yang)品(Pin)腔(Qiang)被(Bei)绝(Jue)热(Re)材(Cai)料(Liao)层(Ceng)包(Bao)围(Wei)，(?)以(Yi)提(Ti)供(Gong)高(Gao)度(Du)的(De)被(Bei)动(Dong)热(Re)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)。(?)借(Jie)助(Zhu)于(Yu)锁(Suo)定(Ding)于(Yu)热(Re)传(Chuan)感(Gan)器(Qi)读(Du)数(Shu)的(De)固(Gu)态(Tai)加(Jia)热(Re)系(Xi)统(Tong)，(?)腔(Qiang)室(Shi)进(Jin)一(Yi)步(Bu)主(Zhu)动(Dong)稳(Wen)定(Ding)。(?)这(Zhe)使(Shi)得(De)腔(Qiang)室(Shi)可(Ke)以(Yi)永(Yong)久(Jiu)锁(Suo)定(Ding)，(?)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)优(You)于(Yu) 20 mK。(?)

使(Shi)用(Yong)高(Gao)线(Xian)性(Xing)压(Ya)强(Qiang)传(Chuan)感(Gan)器(Qi)感(Gan)测(Ce)腔(Qiang)室(Shi)中(Zhong)的(De)样(Yang)品(Pin)压(Ya)强(Qiang)。(?)系(Xi)统(Tong)计(Ji)算(Suan)机(Ji)在(Zai)反(Fan)馈(Kui)回(Hui)路(Lu)中(Zhong)使(Shi)用(Yong)该(Gai)压(Ya)强(Qiang)数(Shu)据(Ju)来(Lai)控(Kong)制(Zhi)比(Bi)例(Li)阀(Fa)，(?)该(Gai)比(Bi)例(Li)阀(Fa)调(Diao)节(Jie)腔(Qiang)室(Shi)的(De)入(Ru)口(Kou)和(He)出(Chu)口(Kou)气(Qi)体(Ti)流(Liu)量(Liang)。(?)通(Tong)过(Guo)这(Zhe)种(Zhong)方(Fang)式(Shi)，(?)Picarro 分(Fen)析(Xi)仪(Yi)中(Zhong)的(De)压(Ya)强(Qiang)控(Kong)制(Zhi)精(Jing)度(Du)优(You)于(Yu) ±(?)0.0005 大(Da)气(Qi)压(Ya)。(?) 

最(Zui)主(Zhu)要(Yao)的(De)：(?)通(Tong)过(Guo)高(Gao)精(Jing)度(Du)测(Ce)量(Liang)和(He)控(Kong)制(Zhi)激(Ji)光(Guang)波(Bo)长(Chang)、(?)样(Yang)品(Pin)压(Ya)强(Qiang)和(He)温(Wen)度(Du)，(?)Picarro 仪(Yi)器(Qi)可(Ke)达(Da)到(Dao) ppbv 至(Zhi) pptv 的(De)灵(Ling)敏(Min)度(Du)。(?)同(Tong)样(Yang)重(Zhong)要(Yao)的(De)是(Shi)，(?)长(Chang)期(Qi)（(?)30 天(Tian)）(?)测(Ce)量(Liang)漂(Piao)移(Yi)通(Tong)常(Chang)为(Wei) ppbv 级(Ji)别(Bie)。(?)这(Zhe)使(Shi)得(De) CRDS 仪(Yi)器(Qi)能(Neng)够(Gou)在(Zai)需(Xu)要(Yao)重(Zhong)新(Xin)校(Xiao)准(Zhun)之(Zhi)前(Qian)运(Yun)行(Xing)数(Shu)月(Yue)（(?)或(Huo)在(Zai)某(Mou)些(Xie)情(Qing)况(Kuang)下(Xia)超(Chao)过(Guo)一(Yi)年(Nian)）(?)。(?)

示(Shi)意(Yi)图(Tu)显(Xian)示(Shi)了(Liao) Picarro 分(Fen)析(Xi)仪(Yi)如(Ru)何(He)实(Shi)现(Xian)高(Gao)灵(Ling)敏(Min)度(Du)和(He)稳(Wen)定(Ding)性(Xing)。(?)精(Jing)确(Que)控(Kong)制(Zhi)波(Bo)长(Chang)、(?)温(Wen)度(Du)和(He)压(Ya)强(Qiang)，(?)基(Ji)于(Yu)时(Shi)间(Jian)的(De)衰(Shuai)减(Jian)结(Jie)果(Guo)保(Bao)证(Zheng)精(Jing)确(Que)地(Di)测(Ce)量(Liang)样(Yang)品(Pin)浓(Nong)度(Du)。(?)样(Yang)品(Pin)光(Guang)谱(Pu)显(Xian)示(Shi)了(Liao)如(Ru)何(He)选(Xuan)择(Ze)单(Dan)个(Ge)吸(Xi)收(Shou)峰(Feng)，(?)使(Shi)它(Ta)们(Men)不(Bu)与(Yu)干(Gan)扰(Rao)气(Qi)体(Ti)的(De)峰(Feng)重(Zhong)叠(Die)。(?)在(Zai)干(Gan)扰(Rao)不(Bu)可(Ke)避(Bi)免(Mian)的(De)情(Qing)况(Kuang)下(Xia)，(?)干(Gan)扰(Rao)峰(Feng)本(Ben)身(Shen)也(Ye)会(Hui)被(Bei)检(Jian)测(Ce)，(?)对(Dui)目(Mu)标(Biao)组(Zu)分(Fen)测(Ce)量(Liang)结(Jie)果(Guo)的(De)影(Ying)响(Xiang)可(Ke)以(Yi)解(Jie)析(Xi)出(Chu)来(Lai)并(Bing)被(Bei)消(Xiao)除(Chu)。(?)

3、(?)主(Zhu)要(Yao) CRDS 公(Gong)式(Shi)

以(Yi)下(Xia)注(Zhu)释(Shi)简(Jian)要(Yao)概(Gai)述(Shu)了(Liao)用(Yong)于(Yu)将(Jiang)衰(Shuai)减(Jian)时(Shi)间(Jian)转(Zhuan)换(Huan)为(Wei)吸(Xi)收(Shou)强(Qiang)度(Du)的(De)计(Ji)算(Suan)公(Gong)式(Shi)。(?)这(Zhe)部(Bu)分(Fen)在(Zai) Picarro CRDS 分(Fen)析(Xi)仪(Yi)中(Zhong)自(Zi)动(Dong)完(Wan)成(Cheng)，(?)仅(Jin)为(Wei)了(Liao)内(Nei)容(Rong)完(Wan)整(Zheng)性(Xing)而(?)包(Bao)含(Han)在(Zai)此(Ci)处(Chu)。(?)

　(?)　(?)光(Guang)电(Dian)探(Tan)测(Ce)器(Qi)的(De)光(Guang)信(Xin)号(Hao)由(You)下(Xia)式(Shi)给(Gei)出(Chu)

I（(?)t，(?)λ(?)）(?)= I0 e-t /τ(?)（(?)λ(?)）(?)

　(?)　(?)其(Qi)中(Zhong) I0 是(Shi)激(Ji)光(Guang)器(Qi)关(Guan)闭(Bi)时(Shi)的(De)透(Tou)射(She)光(Guang)强(Qiang)度(Du)，(?)τ(?)（(?)λ(?)）(?)是(Shi)衰(Shuai)荡(Dang)时(Shi)间(Jian)常(Chang)数(Shu)。(?)对(Dui)于(Yu)给(Gei)定(Ding)波(Bo)长(Chang)，(?)

R（(?)λ(?)）(?)= 1 /τ(?)（(?)λ(?)）(?)

　(?)　(?)与(Yu)腔(Qiang)室(Shi)内(Nei)的(De)光(Guang)学(Xue)损(Sun)耗(Hao)成(Cheng)正(Zheng)比(Bi)，(?)等(Deng)于(Yu)空(Kong)腔(Qiang)衰(Shuai)减(Jian)率(Lu)加(Jia)上(Shang)取(Qu)决(Jue)于(Yu)样(Yang)品(Pin)的(De)吸(Xi)收(Shou)因(Yin)子(Zi)：(?)

R（(?)λ(?)，(?)C）(?)= 1 /（(?)λ(?)）(?)= R（(?)λ(?)，(?)O）(?)+∈(?)（(?)λ(?)）(?)C

　(?)　(?)其(Qi)中(Zhong)R（(?)λ(?)）(?)= 1 /τ(?)o（(?)λ(?)）(?)是(Shi)空(Kong)腔(Qiang)衰(Shuai)减(Jian)率(Lu)。(?)测(Ce)量(Liang)的(De)有(You)效(Xiao)光(Guang)程(Cheng)路(Lu)径(Jing)长(Chang)度(Du)由(You)下(Xia)式(Shi)给(Gei)出(Chu)

Leff =cτ(?)o（(?)λ(?)）(?)

　(?)　(?)其(Qi)中(Zhong) c 是(Shi)光(Guang)速(Su)。(?)对(Dui)于(Yu)反(Fan)射(She)率(Lu)为(Wei) 99.995％(?) 且(Qie)散(San)射(She)损(Sun)失(Shi)小(Xiao)于(Yu) 0.0005％(?) 的(De)常(Chang)规(Gui)反(Fan)射(She)镜(Jing)，(?)Leff 可(Ke)超(Chao)过(Guo) 10km。(?)对(Dui)于(Yu) 25cm 的(De)气(Qi)室(Shi)长(Chang)度(Du)，(?)这(Zhe)能(Neng)够(Gou)产(Chan)生(Sheng)超(Chao)过(Guo) 20000 倍(Bei)的(De)有(You)效(Xiao)光(Guang)程(Cheng)路(Lu)径(Jing)增(Zeng)强(Qiang)因(Yin)子(Zi)。(?)

　(?)　(?)样(Yang)品(Pin)吸(Xi)收(Shou)度(Du)如(Ru)下(Xia)：(?)

α(?)（(?)λ(?)）(?)=ε(?)（(?)λ(?)）(?)C

　(?)　(?)其(Qi)中(Zhong)ε是(Shi)消(Xiao)光(Guang)系(Xi)数(Shu)，(?)C 是(Shi)浓(Nong)度(Du)。(?)这(Zhe)可(Ke)以(Yi)通(Tong)过(Guo)取(Qu)空(Kong)腔(Qiang)（(?)C = 0）(?)和(He)含(Han)有(You)样(Yang)品(Pin)的(De)腔(Qiang)室(Shi)的(De)衰(Shuai)减(Jian)率(Lu)之(Zhi)间(Jian)的(De)差(Cha)异(Yi)来(Lai)获(Huo)得(De)，(?)即(Ji)：(?)

α(?)（(?)λ(?)）(?)= 1 / c [R（(?)λ(?)，(?)c）(?) -  R（(?)λ(?)，(?)0）(?)]

　(?)　(?)如(Ru)果(Guo)已(Yi)知(Zhi)样(Yang)品(Pin)的(De)吸(Xi)收(Shou)截(Jie)面(Mian)和(He)线(Xian)形(Xing)参(Can)数(Shu)，(?)则(Ze)可(Ke)以(Yi)容(Rong)易(Yi)地(Di)计(Ji)算(Suan)样(Yang)品(Pin)的(De)浓(Nong)度(Du)。(?)关(Guan)于(Yu)光(Guang)腔(Qiang)衰(Shuai)荡(Dang)光(Guang)谱(Pu)的(De)更(Geng)详(Xiang)细(Xi)的(De)数(Shu)学(Xue)处(Chu)理(Li)理(Li)论(Lun)，(?)参(Can)见(Jian)文(Wen)献(Xian) K.W. Busch 和(He) M.A. Busch（(?)1997年(Nian)）(?). “(?)光(Guang)腔(Qiang)衰(Shuai)荡(Dang)光(Guang)谱(Pu)：(?)超(Chao)痕(Hen)量(Liang)吸(Xi)收(Shou)测(Ce)量(Liang)技(Ji)术(Shu)”(?) ACS Symposium Series 720，(?)Oxford