一、光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)簡(jiǎn)介

光腔衰蕩光譜（Cavity Ring-Down Spectroscopy）技術(shù)是一種基于光腔中循環(huán)光的吸收率的高靈敏度的吸收光譜檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)可應(yīng)用于物理、大氣、環(huán)境和分析化學(xué)，也可應(yīng)用于燃燒科學(xué)、物理學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷和生物學(xué)。

光學(xué)諧振腔是光腔衰蕩光譜（CRDS）檢測(cè)技術(shù)中最為核心的構(gòu)成部件，它主要采用兩片具有超高反射率（≥99.99%）的腔鏡構(gòu)成激光往復(fù)反射的衰蕩光路，在大大提升了光腔內(nèi)反射次數(shù)的同時(shí)，也可形成極長(zhǎng)的吸收光程，從而實(shí)現(xiàn)超高精度的氣體吸收光譜監(jiān)測(cè)功能。

二、光腔衰蕩光譜（CRDS）技術(shù)原理

光腔衰蕩光譜技術(shù)與其他直接吸收光譜法不同的是，后者是通過(guò)測(cè)量對(duì)比光通過(guò)樣氣前后的能量變化來(lái)得到光的吸收強(qiáng)度從而推算出氣體濃度，而光腔衰蕩根據(jù)光在樣品腔內(nèi)的衰蕩時(shí)間來(lái)得出能量衰減率從而推算出腔內(nèi)待測(cè)氣體的濃度。光的衰減時(shí)間被稱(chēng)為腔衰蕩時(shí)間，與腔內(nèi)的所有損耗成反比。因此，通過(guò)測(cè)量樣品腔內(nèi)的光衰減時(shí)間（而不是總強(qiáng)度），可以確定吸收率，直接提供絕對(duì)尺度上的損耗。在樣品腔不通入任何氣體的情況下，損耗僅由空腔反射鏡的反射率決定，而在空腔內(nèi)通入樣氣候會(huì)導(dǎo)致更大的光損耗，從而縮衰蕩時(shí)間。

光腔衰蕩（CRDS）系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量分析激光衰蕩信號(hào)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)痕量氣體的高精度檢測(cè)。這其中，需要對(duì)激光器、衰蕩腔、探測(cè)器進(jìn)行一系列的控制、信號(hào)采集和數(shù)據(jù)分析，主要功能包括：腔模調(diào)制、共振信號(hào)強(qiáng)度過(guò)閾判斷、激光高速關(guān)斷、衰蕩信號(hào)采集、衰蕩時(shí)間擬合等。CRDS系統(tǒng)的控制過(guò)程大多用分離的電學(xué)儀器進(jìn)行搭建，這里面包括示波器、信號(hào)源、時(shí)序發(fā)生器等一系列設(shè)備，體積龐大，不利于小型化CRDS系統(tǒng)的構(gòu)建?；诖?，我們推出了具有高度集成度的CRDS主控單元，將以上功能集成為一個(gè)單獨(dú)的模塊，體積小巧，功能強(qiáng)大，方便用戶(hù)快速搭建小型化CRDS測(cè)量系統(tǒng)。

       智感環(huán)境依托CRDS技術(shù)的深厚積累，在儀器研發(fā)上持續(xù)發(fā)力，其開(kāi)發(fā)的高精度溫室氣體分析儀和高精度水汽氫氧同位素光譜儀展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)與廣闊應(yīng)用前景。在高精度溫室氣體分析儀方面，智感環(huán)境深度優(yōu)化光腔結(jié)構(gòu)與激光調(diào)制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氧化亞氮（N?O）等多種溫室氣體的同步高精度檢測(cè)。儀器采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同監(jiān)測(cè)需求靈活調(diào)整檢測(cè)氣體種類(lèi)與量程，測(cè)量精度達(dá)到CO? ±0.1 ppm、CH? ±0.1 ppb，時(shí)間分辨率最快可達(dá)秒級(jí)。該設(shè)備不僅適用于大氣本底站、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)，還能在工業(yè)園區(qū)、垃圾填埋場(chǎng)等復(fù)雜場(chǎng)景中，精準(zhǔn)捕捉溫室氣體排放源的時(shí)空變化，為碳排放核算與減排策略制定提供可靠依據(jù)。