用于激光吸收光谱技术的新型平面镜光学多通池的设计与分析

摘要

提出一种新型平面镜光学多通池设计方案。该方案中光学多通池由价格低廉的平面镜和透镜构成,相对于传统的昂贵的凹面镜多通池与柱面镜多通池,此款新型光学多通池更经济适用。新型光学多通池在平面镜外侧镀有高反射率膜层,这种镀膜方法隔绝了待测腐蚀性目标气体与高反射率镀膜层的接触,减小腐蚀性气体对高反射率镀膜层的污染,从而提高仪器的使用寿命和检测精度。为了验证了新型平面光学多通池是否具有提供有效长光程的能力,利用光学软件对三种不同设计参数的新型光学多通池进行光学仿真。相比于传统的White池与Herriot池(体积约为700 cm^(3),约经过80次光反射),仿真结果显示新型平面镜光学多通池可以在较小的体积(约236、393、422 cm^(3))分别实现62、100、99次光反射,并提供14.64、40、42.57 m的有效光程。新型光学多通池有效光程数与多通池体积比值很大,其比值分别为100、62、101 mm^(-2),表明该新型光学多通池空间利用率很高。初步研究表明该新型光学多通池具有小体积、长光程、低成本、探测灵敏度高等优点。