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Fiber-amplifier-enhanced photoacoustic spectroscopy with near-infrared tunable diode lasers

机译：带有近红外可调谐二极管激光器的光纤放大器增强光声光谱

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A new approach to wavelength-modulation photoacoustic spectroscopy is reported, which incorporates diode lasers in the near infrared and optical fiber amplifiers to enhance sensitivity. We demonstrate the technique with ammonia detection, yielding a sensitivity limit less than 6 parts in 10~(9), by interrogating a transition near 1532 nm with 500 mW of output power from the fiber amplifier, an optical pathlength of 18.4 cm, and an integration time constant of 10 s. This sensitivity is 15 times better than in prior published results for detecting ammonia with near-infrared diode lasers. The normalized minimum detectable fractional optical density, α_(min)l, is 1.8×10~(-8); the minimum detectable absorption coefficient, α_(min), is 9.5×10~(-10) cm~(-1); and the minimum detectable absorption coefficient normalized by power and bandwidth is 1.5×10~(-9) W cm~(-1)/√Hz. These measurements represent what we believe to be the first use of fiber amplifiers to enhance photoacoustic spectroscopy, and this technique is applicable to all other species that fall within the gain curves of optical fiber amplifiers.
机译：报道了一种新的波长调制光声光谱方法，该方法在近红外和光纤放大器中加入了二极管激光器，以提高灵敏度。我们通过用光纤放大器输出500 mW的功率询问1532 nm附近的跃迁，证明了氨检测技术，在10〜（9）中产生的灵敏度极限小于6个部分。积分时间常数为10 s。该灵敏度比以前发表的使用近红外二极管激光器检测氨的结果高出15倍。归一化的最小可检测分数光学密度α_（min）l为1.8×10〜（-8）;最小可检测吸收系数α_（min）为9.5×10〜（-10）cm〜（-1）;通过功率和带宽归一化的最小可检测吸收系数为1.5×10〜（-9）W cm〜（-1）/√Hz。这些测量值代表我们认为是光纤放大器首次用于增强光声光谱学，并且该技术适用于光纤放大器增益曲线内的所有其他种类。

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    《Applied optics》 |2003年第12期|共8页
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