2010.5.30 海洋光學光纖光譜儀應用:氣體吸光度測量

概要
吸光度測量用于測定光傳輸介質中吸收光的溶液和氣體的濃度。吸光度單位信號正比于摩爾吸收率，光程和樣品濃度。

光譜儀
一套用于測量氣態苯的配置，例如，HR4000高分辨率光譜儀和H7光柵，可測波長范圍是200-300nm。光學平臺附件中包括一個L4探測器聚光透鏡用來增加光的入射量，一個UV4升級探測器用來傳輸紫外光，一個5μm的狹縫。該配置可以達到~0.07 nm (FWHM)光學分辨率。建議用D2000氘燈作為紫外光源。

取樣光學元件
系統采樣平臺由10cm CUV-UV-10試管支架，CV-Q-10 圓柱池和QP400-025-SR 質地優良的抗曝光光纖(其中一根用作照明，其它讀取數據)組成。對于需要更短光程的應用或者野外的監測，可以再選配一組光學準直透鏡。

火山噴射

活火山會噴射出多種氣體，包括二氧化硫（SO2），一種無色帶刺激性氣味的，對皮膚和眼鼻喉粘膜有刺激性的氣體。火山學家定期監測SO2這種可以吸收紫外光的氣體。

例如，在蒙特塞拉特島的加勒比海域，研究人員用三個S2000光譜儀來測量SO2氣體的紫外吸光度。這些光譜儀被放在三個噴射口周圍，每一個可測量3.5km的圓形區域。這些光譜儀很小，易攜帶并且很容易放置在火山測量點。整個測量設施造價不到10000美金，非常適合大多數低成本和一次性的應用。

蒙特塞拉特島的研究人員配置了一套高效的光學收集儀器，具有很高的光學分辨率（~3.5nm FWHM）。每臺光譜儀連接一根1000 μm的光纖并被固定在一個望遠鏡上。

在蒙特塞拉特島火山觀測采樣點，每隔4-6秒采集一次光譜并通過調制解調器發送到位于天文臺的研究人員，每次完整的掃描需要4-6分鐘。根據風向的不同，三個光譜儀中的兩個采集的數據被用來測量噴射口的高度，通過比較被測SO2噴射口的角度，從而計算出噴射口的SO2峰值濃度。

配置

1. HR4000 高分辨率光譜儀
H7光柵, 2400 線/毫米, 波長范圍200-300 nm
5μm 狹縫作為入射孔徑
L4 探測器聚光透鏡
UV4 升級探測器紫外響應
2. D2000 氘燈
3. CUV-UV-10 試管支架
4. CV-Q-100 圓柱池
5. (2) QP400-2-UV-VIS 優等光纖
6. SpectraSuite 光譜儀控制軟件
7. ASP 一年服務包

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