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NH3已经被公认为大气中的一种重要污染物,虽然在大气中它的含量很低,但却是大气中继N2、N2O之后的第三种含量较高的含氮化合物。全球氮气排放量中约有40%来自生物圈,其中主要是家庭牲畜和肥料的分解。NH3被广泛应用于工业生产中,它具有强化学反应活性,在生成硝酸、氨基化合物、氮化物的反应以及在燃烧过程的氮氧化物的分解中起着重要作用,但是NH3有毒,它在空气中的暴露极限为25ppm,因此有必要对它进行监测以防止产生危害。
NH3在1.531μm处的吸收光谱被广泛地应用于痕量气体探测中,但这一谱段的谱线参数很少见到报导。Lundsberg-Nielsen等人提供了1.5μm附近NH3分子大量吸收谱线的位置,强度等参数信息,可惜的是其中强吸收谱线的参数与Webber等人的结果存在很大的差异。本文首先测量了室温下NH3在6526-6538cm-1范围的吸收谱线参数,得到的强吸收谱线参数与Webber发表的结果一致,并发现了近120条未曾报道的弱吸收谱线。
另外,基于离轴积分腔输出光谱(OA-ICOS)技术,以工作在1.531μm附近的分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源,选择位于6528.764cm-1处的NH3分子吸收谱线开展了痕量探测技术的研究。在115.46m的有效光程下(R~0.9969,35.8cm的吸收基长),测得100torr的压力下NH3的探测极限为2.66ppmv(S/N~3)。为进一步提高系统的探测灵敏度,将波长调制技术与OA-ICOS技术结合起来,最终将NH3分子的探测极限提高到0.274ppmv(S/N~3)。