光腔衰蕩光譜法（crds）是一種非常靈敏的光譜學(xué)方法。它可用來(lái)探測(cè)樣品的光學(xué)消光，包括光的散射和吸收。它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于探測(cè)氣態(tài)樣品在特定波長(zhǎng)的吸收，并可以在萬(wàn)億分率的水平上確定樣品的摩爾分?jǐn)?shù)。
光腔衰蕩光譜裝置包含了一個(gè)用于照亮高精細(xì)度光學(xué)諧振腔的激光光源，和構(gòu)成諧振腔的兩面高反射率反射鏡。當(dāng)激光和諧振腔的模式共振時(shí)，腔內(nèi)光強(qiáng)會(huì)因相長(zhǎng)干涉迅速增強(qiáng)。之后激光被迅速切斷，以探測(cè)從腔中逸出光強(qiáng)的指數(shù)衰減。在衰減中，光在反射鏡間被來(lái)回反射了成千上萬(wàn)次，由此帶來(lái)了幾到幾十公里的有效吸收光程。如果吸光物質(zhì)被放置在諧振腔內(nèi)，則腔內(nèi)光子的平均壽命會(huì)因被吸收而減少。一套光強(qiáng)衰蕩光譜裝置測(cè)量的是，光強(qiáng)衰減為之前強(qiáng)度的 1/e 所需要的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間被稱(chēng)為“衰蕩時(shí)間”可以被用來(lái)計(jì)算腔內(nèi)吸光物質(zhì)的濃度。
希戈納科技的pulsar-a溫室氣體分析儀采用的就是光腔衰蕩光譜技術(shù)（crds），能夠同時(shí)測(cè)量二氧化碳(co?)和甲烷(ch?)，靈敏度為十億分之一(ppb)，長(zhǎng)期運(yùn)行中的漂移可以忽略不計(jì)。pulsar-a能夠在緊湊的腔室中實(shí)現(xiàn)有效測(cè)量長(zhǎng)度，使得分析儀尺寸雖小卻具有優(yōu)異的精度和靈敏度。
光腔衰蕩光譜相較于其他吸收光譜方法有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)一：它不會(huì)受到激光的強(qiáng)度波動(dòng)的影響
在大多數(shù)吸收測(cè)量中，光源光強(qiáng)必須假定是穩(wěn)定，不會(huì)因有無(wú)樣品而改變。任何光源光強(qiáng)的漂移都會(huì)在測(cè)量中引入誤差。 在光強(qiáng)衰蕩光譜中，衰蕩時(shí)間并不取決于激光的強(qiáng)度，則這種激光強(qiáng)度的波動(dòng)都不再是問(wèn)題。因其不依賴(lài)于激光強(qiáng)度，使得光腔衰蕩光譜不需要用到外部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)或?qū)φ铡?br>優(yōu)點(diǎn)二：由于它非常長(zhǎng)的吸收長(zhǎng)度，其非常靈敏
在吸收測(cè)量中，最小可探測(cè)吸收正比于樣品的吸收長(zhǎng)度。由于光在反射鏡之間被來(lái)回反射了很多次，使得它有非常長(zhǎng)的吸收長(zhǎng)度。例如，激光脈沖來(lái)回通過(guò)一個(gè)一米的光腔500次，就會(huì)帶來(lái)1公里的有效吸收長(zhǎng)度。
由此包含以下優(yōu)點(diǎn)：
- 高靈敏度，因其在檢測(cè)池中有長(zhǎng)吸收長(zhǎng)度的特性
- 免疫激光光強(qiáng)波動(dòng)，因其測(cè)量的是速率而非強(qiáng)度
- 寬的可應(yīng)用光譜范圍，對(duì)給定的鏡片一般可在±5% 中心波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作
- 高速度，一次衰蕩時(shí)間可以在毫秒的時(shí)間尺度上完成
- 不需要熒光，這使得它對(duì)一些(例如快速解離)系統(tǒng)相較于激光誘導(dǎo)熒光(laser-induced fluorescence, lif)和共振增強(qiáng)多光子離子化(resonance-enhanced multiphoton ionization, rempi)更有吸引力。