Регистрация абсорбционных спектров интегральным трехлучевым методом с использованием перестраиваемого лазера и внешнего резонатора

Рассмотрен интегральный метод регистрации поглощения, использующий схему с тремя лазерными пучками, прошедшими через внешний резонатор с поглощающей средой (R-ICOS) и отраженными от него. Метод является развитием известного однолучевого метода ICOS и позволяет подавить влияние фазовых флуктуаций излучения в резонаторе на регистрацию спектров слабого поглощения. Это, в первую очередь, уменьшает высокочастотные нестабильности и дает возможность регистрировать спектры за короткие промежутки времени. Метод позволяет использовать резонатор с умеренными коэффициентами отражения зеркал. Возможности метода продемонстрированы на примерах спектров слабого поглощения метана и природного газа в атмосфере в спектральной области вблизи 1650 нм. При использовании зеркал с коэффициентами отражения 0.8–0.99 спектр может быть зарегистрирован за 320 мкс с точностью, достаточной для измерения фоновых концентраций метана в атмосфере. При времени усреднения 20 с возможны измерения коэффициентов поглощения с чувствительностью ~2 × 10^-8 см^-1, что соответствует концентрации молекул, в 40 раз меньшей фоновой.