微量气体定量分析的新方法:光腔衰荡光谱

包括半导体制造业在内的许多工业应用要求高纯度气体具有最少的杂质。微量水分的分析特别富有挑战性。光腔衰荡光谱法不但可以快速、准确地分析包括水分在内的微量杂质,而且不需要标准样气。对光腔衰荡光谱法作了简要介绍。     

光腔衰荡光谱法测定气体中微痕量水不确定度评估

介绍了基于光腔衰荡光谱法测定气体中的微量水的方法原理,该方法适用于含量为0.2×10^-9～20×10^-6 mol/mol的所有气体中水分的测定。建立了光谱分析法的原始数学模型,对测定方法的不确定度进行了评估,结果表明该方法的扩展不确定度为（8～20）×10^-9 mol/mol（k=2,p=95%）。     

基于光腔衰荡光谱的气体成份量测量技术

光腔衰荡光谱技术依赖于气体分子常数测量气体成份量,有望成为新一代基于自然常数的气体成份量基准方法。本文详细介绍了国内外研究机构对于光腔衰荡光谱法在气体成份量测量领域的研究现状,并在此基础上设计出一套基于Pound-Drever-Hall(PDH)锁频技术的光腔衰荡光谱测量装置,旨在完善目前实物计量标准的局限性。     

光腔衰荡光谱技术及其在痕量气体分析中的应用

光腔衰荡光谱(CRDS)技术是一种新兴的高灵敏度吸收光谱检测技术.在介绍光腔衰荡光谱检测原理和痕量气体浓度检测公式的基础上,总结了CRDS技术在痕量气体分析方面的优势.综述了CRDS技术在气体污染物、超纯气杂质和水分检测方面的应用.     

高纯气体中微量水测定方法的对比与探讨

对高纯气体中微量水的各种测定方法的原理和相关仪器的技术性能进行了介绍，并对测定结果进行了比较和分析。     

温室气体浓度监测的光腔衰荡光谱研究进展

全球气候变化给人类生活带来的影响受到世界各国的普遍关注,温室气体是影响和改变全球气候的关键因素之一,限制和降低温室气体排放量成为人类发展的重要议题.温室气体大多都在10"(每百万个气体分子中所含该种气体分子的个数)级别,且气体分子结构差异大,因此传统方法很难获得较高的精度,而光腔衰荡光谱法是能解决该难题的关键技术之一....     

基于量子级联激光器的中远红外高反射率测量

利用光腔衰荡技术开展了中远红外波段的高反镜反射率测量研究.以中心波长9.7μm附近的脉冲量子级联激光器为光源,构建了高反射率测量实验装置.利用该装置对不同腔长下腔镜的反射率进行了测量,最终测定其反射率为99.9464%,测量重复性误差优于0.0014%.实验表明该测量装置重复性精度高,可用于中远红外高反镜反射率的精确测量.     

提高露点法测定高纯气体中痕量水灵敏度的初探

从理论和机理上探讨了用露点法测定电子级气体中水含量低于-80℃露点的方法,指出,只要控制好镜面温度的下降速率,就可以实现测到-120℃以下露点。     

Sagnac效应在连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统中的应用

基于环形光路的Sagnac效应及腔衰荡测量技术原理,本文提出了一种新型的连续波腔闲置不用衰荡微量气体浓度测量系统.系统中利用环形光路的Sagnac效应,将光纤环作为一个等效反射镜,与高反射率镜形成衰荡腔,实现衰荡腔的反射率可调,从而降低系统对入射光强度的要求,对信号处理提供了条件.在此基础上,文中对环形光路Sagnac...     

介质阻挡放电等离子体中HO2自由基的红外光腔衰荡光谱原位诊断

建立了一套以可调谐半导体激光器做光源的连续波光腔衰荡光谱装置，简单介绍了连续波光腔衰荡光谱技术与脉冲光腔衰荡光谱技术的区别。将连续波光腔衰荡光谱技术与介质阻挡放电等离子体技术相结合，对等离子体中的HO2自由基进行了原位定量测量，同时考察了HO2自由基数密度随放电电压和体系中氧气含量变化情况。实验结果表明：随着放电电压和体系中氧气含量的增加而增加的HO2自由基数密度分别出现极大值。     

氮中微量水分气体标准物质的制备

该文介绍一种高压瓶装氮中微量水气体标准物质的制备方法。气瓶经过加热高真空抽洗后,充入经过纯化器进一步纯化的高纯氮气,使用光腔衰荡光谱水分仪分析稀释气充装过程引入的水分。通过模拟露点曲线和冷却曲线确定使用环境温度≥5℃时的最大充装压力,分别使用普通铝合金气瓶和内壁特殊处理的铝合金气瓶,采用注射称量法,制备得到100μmol/mol的氮中水分气体标准物质,使用精密露点仪标准装置对其进行放压试验的考察。结果表明随着压力的降低,普通铝合金气瓶内水分量值变化明显,而内壁特殊处理的铝合金气瓶在使用过程中量值稳定可靠。     

气体中微量水含量分析技术概述

叙述了气体中微量水含量测定的各种方法的测定原理、特点和适用范围,以及测定过程中应注意的问题,并对各种测量方法的灵敏度进行了比较。     

光腔衰荡光谱法在痕量气体检测中的应用

气体检测有气相色谱法、非色散红外法、电化学电极法、光声光谱法、半导体气敏电极法、催化燃烧法、热导法、光离子化法等。光腔衰荡光谱法(CRDS)是一种新型的气体检测方法。它从原理上不需要标准气体标定,是极具潜力的痕量气体参考级测量方法。CRDS又叫光腔衰荡激光吸收光谱法,是一种高     

气体中微量水分析方法概述

概述了各种测定气体中微量水的分析方法：光腔衰荡光谱法、电解法、露点法、卡尔费休库仑法、重量法及碳化钙法的测定原理及其优缺点;并详细列举和归纳了不同种类气体产品测定水分含量所采用的方法,为企业和质监部门监控气体产品质量提供了可参考的技术信息。     

微波等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱诊断

搭建了一套以可调谐半导体激光器为光源的连续波光腔衰荡光谱装置,将其与微波等离子体装置结合,对等离子体中的OH自由基进行了原位定量测量,同时考察了OH自由基数密度随气压和微波功率的变化情况.实验结果表明:以氮气为工作气体,在(0.66～3.99)×103Pa范围内,随着气压的升高,OH自由基数密度先增加后降低,在1.995×103Pa时达到最大值;随着微波功率的升高OH自由基数密度逐渐增加.     

基于光腔衰荡光谱法的水汽线形强度测量

随着半导体芯片行业的迅速发展,对电子气体的要求也逐渐提高。半导体加工环境中的痕量水分会严重影响芯片的良率和可靠性。光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的痕量气体测量方法,线形强度是光谱法测量的重要参数。为测量痕量水分,建立了一套光腔衰荡光谱系统,测量了中心频率在 7171.10491cm-1和7177.6565cm-1的吸收光谱,通过HTP(Hartmann-Tran profile)线形拟合得到线形强度,测量结果的相对标准不确定度优于1.8%,与HITRAN、HITEMP和GEISA数据库比较,相对偏差小于6%。     

氩气回路中微量水分的测量

在快中子反应堆的气体回路上,用露点仪测量了快堆几个覆盖气体系统氩气中杂质水分的含量.测量时,通过将露点仪的探头从干燥器中拔出,使露点仪的本底升高1～5μL/L后再进行测量,可以较快地得到测量结果,对于测量水分含量小于15μL/L的氩气,这是方便、可行的方法.     

半导体激光器自混合效应对连续光腔衰荡技术的影响

根据光腔衰荡(CRD)原理开展了高反镜反射率测量技术的研究.采用基于半导体激光器自混合效应的连续光腔衰荡技术(SM-CRD)测量高反射率腔镜,不但简化了CRD技术应用的结构装置,同时也大大提高了入射光与衰荡腔之间的耦合效率.给出了半导体激光器由于自混合效应引起的频谱变化,分析了反馈光强度对半导体激光器输出特性的影响.使用反射率为99.914%的腔镜建立了1 064 nm高反射率测量装置,测量精度达到10-5量级.实验结果表明,使用该装置测量腔镜的反射率,不但大大降低了系统的成本,而且有利于提高系统的测量精度和稳定性.     

1.6微米附近氮气展宽的一氧化碳分子线形的研究

基于稳频的光腔衰荡光谱法是近年来发展的一种具有高灵敏度和准确性的测量痕量成分的方法,分子线形是影响光谱法测量成分的关键因素。利用基于稳频的光腔衰荡装置测量了一氧化碳R12(3←0)分子光谱,6种常用的分子线形被用来研究分子吸收光谱参数间的关系,包含压力相关的展宽、吸收峰面积和碰撞变窄效应,以及速度变化压窄和速度相依赖弛豫速率变窄效应的相关联等。研究结果表明pCqSDNGP线形能满足描述CO分子线形的需要。     

利用脉冲放电氦电离色谱检测高纯气体中微量无机杂质

利用脉冲放电氦电离色谱检测高纯气体中的微量无机杂质是近些年刚刚发展起来的一种新方法,它具有灵敏度高和检测限低等优点,可对高纯氮气、氧气、氢气以及稀有气体氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中无机杂质进行定量分析.本文以实验室新近购买的脉冲放电氦电离色谱为例,简单介绍原理及其操作,并通过具体实例对高纯气体中无机杂质的定量分析时可能遇到的问题进行讨论.