石英增强多外差共振光声光谱

作者

王家鹏,吴洪鹏,安杰洛·桑保罗,彼得罗·帕蒂米斯科,文森佐·斯帕尼奥洛,锁堂贾 & 雷东

摘要

双梳光谱扩展到所有波长的光，以及其提供超大动态范围和超高光谱分辨率的能力，使其在物理、化学、大气科学、空间科学以及医学应用中的各种应用中极为有用。在这项工作中，我们报道了一种创新的石英增强多外差共振光声光谱技术，其中将双梳的拍频响应下变频到音频域。通过这种方式，气体分子通过光声效应充当光声转换器，产生外差声波。与传统的DCS不同，在传统的DCS中，光波由波长相关的光接收器检测，QEMR-PAS采用石英音叉作为高Q声换能器，并与相敏检测器协同工作，从多个外差声学音调中提取谐振声分量，从而实现了简单且低成本的硬件配置。这种新型的QEMR-PAS技术能够实现与波长无关的气体传感DCS检测，提供前所未有的63动态范围 dB，显著的光谱分辨率为43 MHz，显著的噪声等效吸收为5.99×10^-6 cm-1·Hz^-1/2。