高靈敏光譜技術(shù)在痕量檢測中的應(yīng)用

第1章 高靈敏光譜理論 1

1．1 原子光譜理論 1

1．1．1 引言 1

1．1．2 角動量理論 3

1．1．3 氫原子和多電子原子的光譜 7

1．2 高靈敏度分子光譜理論 22

1．2．1 雙原子分子電子-振動-轉(zhuǎn)動光譜 23

1．2．2 雙原子分子電子態(tài)及其耦合 31

1．2．3 微擾和預(yù)解離動力學(xué)理論 38

1．2．4 分子光譜結(jié)構(gòu)及分子常數(shù)的獲取 40

1．3 光譜強度及原子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)和外場效應(yīng) 45

1．3．1 原子和分子的光譜躍遷 45

1．3．2 超精細(xì)結(jié)構(gòu) 53

1．3．3 塞曼效應(yīng)和斯塔克效應(yīng) 53

參考文獻(xiàn) 56

第2章 高靈敏激光光譜儀器 58

2．1 激光光源和器件 58

2．1．1 激光光源 59

2．1．2 激光器 60

2．1．3 激光的噪聲 62

2．2 激光光學(xué)元器件 64

2．2．1 光學(xué)材料 64

2．2．2 光學(xué)元件波長特性和表面質(zhì)量 67

2．2．3 反射鏡 68

2．2．4 透鏡 73

2．3 光譜測量儀器 80

2．3．1 干涉儀 81

2．3．2 光譜儀 87

參考文獻(xiàn) 94

第3章 瞬態(tài)雙原子分子光譜及其動力學(xué) 96

3．1 自由基分子的高靈敏度激光光譜測量系統(tǒng) 97

3．1．1 瞬態(tài)分子的生成系統(tǒng) 97

3．1．2 速度和濃度調(diào)制光譜 99

3．1．3 光外差探測技術(shù) 100

3．1．4 光外差速度/濃度調(diào)制激光光譜技術(shù) 102

3．2 自由基分子的高靈敏度激光光譜分析 103

3．2．1 CS中性自由基分子光譜 103

3．2．2 CS+分子離子光譜 104

3．2．3 He2準(zhǔn)分子（范德瓦爾斯分子）光譜 113

3．3 CS的微擾動力學(xué)研究 115

3．3．1 微擾光譜的分析 115

3．3．2 微擾光譜的哈密頓量 116

3．3．3 d3Δ態(tài)的微擾動力學(xué) 118

3．4 He2分子光譜與預(yù)解離動力學(xué)研究 123

3．4．1 He2分子研究背景 123

3．4．2 He2分子光譜結(jié)果和討論 123

3．4．3 He2分子預(yù)解離理論分析 126

參考文獻(xiàn) 127

第4章 瞬態(tài)雙原子分子的高精度量化計算 132

4．1 雙原子分子離子計算的基本原理 132

4．1．1 分子電子狀態(tài)構(gòu)造原理（?，S）、（J，J）耦合 132

4．1．2 雙原子分子的電子態(tài) 133

4．1．3 從頭計算方法簡介 135

4．2 C-2的高精度光譜計算 137

4．2．1 C-2的從頭計算過程 137

4．2．2 C-2的計算結(jié)果與討論 139

4．3 CF-的理論計算 146

4．3．1 CF-的研究背景 146

4．3．2 CF-的從頭計算過程 147

4．3．3 CF-的計算結(jié)果與分析 149

4．4 BD+的激光冷卻理論研究 154

4．4．1 BD+的激光冷卻研究背景與意義 154

4．4．2 BD+的從頭計算過程 155

4．4．3 BD+的激光冷卻研究過程模擬與結(jié)果 156

參考文獻(xiàn) 162

第5章　基于多光程技術(shù)的高靈敏TDLAS技術(shù)及其應(yīng)用 168

5．1　TDLAS技術(shù)基本原理 168

5．1．1　Lambert-Beer定律 168

5．1．2　分子吸收線型與線寬 169

5．1．3　TDLAS測量技術(shù) 172

5．2　新型Herroitt多光程池的設(shè)計 175

5．2．1　Herriott型長光程池設(shè)計理論 176

5．2．2　新型Herriott長光程模擬 177

5．2．3　螺旋式Herroitt多光程池 180

5．3　基于F-P腔的腔鎖定吸收光譜技術(shù) 184

5．3．1　實驗裝置 184

5．3．2　控制原理 186

5．3．3　實驗結(jié)果與討論 187

5．4　光外差-Herriott型多光程吸收光譜技術(shù) 190

5．4．1　光外差光譜原理 190

5．4．2　光外差-Herriott多光程吸收光譜裝置 191

5．4．3　結(jié)果分析與討論 192

5．5　高靈敏度的CO和CO2光譜研究 193

5．5．1　CO和CO2光譜研究的意義 193

5．5．2　實驗裝置 194

5．5．3　CO的光譜測量與分析 196

5．5．4　基于雙譜線的CO和CO2濃度測量 200

參考文獻(xiàn) 204

第6章　發(fā)射光譜技術(shù)及其應(yīng)用 208

6．1　超聲分子束SO自由基放電光譜 208

6．1．1　超聲分子束光譜測量系統(tǒng) 208

6．1．2　實驗結(jié)果分析與討論 209

6．2　基于LIBS光譜技術(shù)的合金痕量摻雜檢測 211

6．2．1　LIBS實驗測量系統(tǒng) 211

6．2．2　實驗結(jié)果與討論 215

6．3　輻射光譜測溫應(yīng)用 219

6．3．1　黑體輻射測溫理論 220

6．3．2　輻射測溫實驗系統(tǒng) 222

6．3．3　實驗結(jié)果與討論 224

參考文獻(xiàn) 227

第7章　基于Mie散射光譜的可吸入顆粒物檢測儀 230

7．1　Mie散射的基本理論 231

7．2　消光法的數(shù)據(jù)處理方法 236

7．2．1　消光系數(shù)的計算過程 236

7．2．2　可吸入顆粒物濃度的計算 239

7．3　便攜式多光程池的可吸入顆粒物檢測裝置 239

7．3．1　多光程可吸入顆粒物測量裝置 239

7．3．2　實驗結(jié)果與討論 242

參考文獻(xiàn) 249