НОВАЯ МНОГОПРОХОДНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗОТОПОВ УГЛЕРОДА МЕТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ДИОДНОГО ЛАЗЕРА, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕГО В БЛИЖНЕЙ ИК ОБЛАСТИ СПЕКТРА

Для измерения числа изотопов углерода, разбавленных азотом, разработан лазерный абсорбционный спектрометр с многопроходной ячейкой, основанный на использовании лазера с распределенной обратной связью, излучающего в ближней ИК области спектра (l = 1.658 мкм). С точностью ±11 мК и ±3.2 Пa измерены температура и давление в системе. Спектрометр имеет малый объем, надежен и компактен. Для минимизации влияния температуры на результаты измерений предложено использовать две пары линий поглощения с подобной температурной зависимостью. Абсорбционный спектрометр продемонстрировал высокую точность (концентрации измеряемых изотопов ~0.9‰ в метане, концентрация которого 300 м.д. по объему). Данное соотношение концентраций удовлетворяет исследованию большинства источников CH₄.

измерение изотопов, многопроходная ячейка, стабильность системы, точное измерение, isotope measurement, novel multi-pass cell, the stability of the system, measurement precise

1. C. J. Sapart, G. Monteil, M. Prokopiou, R. S. W. van de Wal, J. O. Kaplan, P. Sperlich, K. M. Krumhardt, C. van der Veen, S. Houweling, M. C. Krol, T. Blunier, T. Sowers, P. Martinerie, E.Witrant, D. Dahl-Jensen, T. Röckmann, Nature, 490, 85-88 (2012).

2. G. Brasseur, S. Solomon, Aeronomy of the Middle Atmosphere, 2nd ed., Reidel, Dortrecht, The Netherlands (1986).

3. C. M. Stevens, F. E. Rust, J. Geophys. Res., 87, 4879-4882 (1982).

4. D. A. Merritt, J. M. Hayes, D. J. D. Marias, J. Geophys. Res., 100, 1317-1326 (1995).

5. M. Brass, T. Röckmann, Atm. Meas. Technol., 3, 1707-1721(2010).

6. D. S. Baer, J. B. Paul, J. B. Gupta, A. O’Keefe, Appl. Phys. B: Laser. Opt., 75, 261-265 (2002).

7. M. F. Witinski, D. S. Sayres, J. G. Anderson, Appl. Phys. B, 102, 375-380 (2011).

8. Behzad Mortazavi, Benjamin J. Wilson, Feng Dong, Manish Gupta, Doug Baer, Environ. Sci. Technol., 47, 11676-11684 (2013).

9. Y. Chen, P. Mahaffy, V. Holmes, J. Burris, P. Morey, K. K. Lehmann, B. Sherwood Lollar, G. Lacrampe-Couloume, T. C. Onstott, Planet. Space Sci., 105, 117-122 (2015).

10. Hans-Martin Niederer, Xiao-Gang Wang, Tucker Carrington Jr., Sieghard Albert Sigurd Bauerecker, Vincent Boudon, Martin Quack, J. Mol. Spectrosc., 291, 33-47 (2013).

11. F. Keppler, S. Laukenmann, J. Rinne, H. Heuwinkel, M. Greule, M. Whiticar, J. Lelieveld, Environ. Sci. Technol., 44, 5067-5073 (2010).

12. S. D. Wankel, Y.-W. Huang, M. Gupta, R. Provencal, J. B. Leen, A. Fahrland, C. Vidoudez, P. R. Girguis, Environ. Sci. Technol., 47, 1478-1486 (2012).

13. Kun Liu, Lei Wang, Tu Tan, Guishi Wang, Weijun Zhang, Weidong Chen, Xiaoming Gao, Sensors Actuators B: Chem., 220, 1000-1005 (2015).

14. J. S. Margolis, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 55, 523-836 (1996).

15. K. Anzai, H. Sasada, N. Yoshida, Jpn. J. Appl. Phys., 46, 1717-1721 (2007).

16. D. S. Sayres, E. J. Moyer, T. F. Hanisco, J. M. St. Clair, F. N. Keutsch, A. O. O’Brien, N. T. Allen, L. Lapson, J. N. Demusz, M. Rivero, T. Martin, M. Greenberg, C. Tuozzolo, G. S. Engel, J. H. Kroll, J. Paul, J. G. Anderson, Rev. Sci. Instrum., 80, 044102(1-14) (2009).

17. J. B. McManus, M. S. Zahniser, D. D. Nelson, L. R. Williams, C. E. Kolb, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 58, 2465-2479 (2002).