提高常压等离子体系统中红外光谱空间分辨率的方法

摘要： 在分子气体中运行高温常压等离子体系统存在复杂的诊断难题。红外光谱技术已被用于测量复杂分子气体混合物的吸收光谱，从而计算这些系统中的浓度和组分温度。对于常压系统，由于存在高空间梯度，因此需要高空间分辨率的测量手段。部分系统通过减小光束直径来提高空间分辨率，但这种提升是以牺牲光学通量为代价的。本文提出通过加装一组简易光学元件来改进商用傅里叶变换红外光谱仪系统，该设计可实现复杂分子气体混合物的可扫描高空间分辨率吸收光谱测量。我们分析了该设计信噪比并与光束缩径法进行对比：当等离子体辐射水平足够低时，该设计在几乎传输全部光束功率的同时，能获得优于光束缩径法的信噪比。但该设计能否实现所需的亚毫米级空间分辨率，取决于光谱仪中红外光源的辐射区域大小。