2μm波段再入射离轴积分腔输出光谱设计与实验

作者：周子昕; 黄印博; 卢兴吉; 袁子豪; 曹振松^*

来源：Acta Physica Sinica, 2019, 68(12): 339-349.

• 再入射
• 离轴积分腔
• 中红外
• 高灵敏度

离轴积分腔输出光谱技术(off-axis integrated cavity output spectroscopy, OA-ICOS)是一种高灵敏度的激光光谱测量技术.但由于使用密集的高阶模进行光谱探测,OA-ICOS输出信号强度较低,使得探测灵敏度高度依赖于光源功率.针对该问题,本文引入光学再入射的方法,使激光再次注入光腔,以提高能量利用率和输出信号强度.本文使用三维光追踪模拟软件,设计再入射结构,研究了影响信号增益的多个因素.并搭建一套2μm波段的再入射OA-ICOS装置,开展了一系列研究实验.实验数据表明:再入射方法使OA-ICOS信号增强了8倍,信噪比提升了4.6倍,有效改善了探测灵敏度和光谱的吸收深度,缓解了探测中遇到的信号功率低的问题,为使用低功率光源和高反射率腔镜提供了有效的方法.

• 单位
  中国科学院安徽光学精密机械研究所; 中国科学院，安徽光学精密机械研究所; 中国科学技术大学