암모니아 검출의 민감도와 응답 속도를 향상시키기 위해 광학 피드백 공동 증강 흡수 분광법(Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy, OF-CEAS) 기술을 사용하여 6,612.7 cm-1(1512 nm) 근처의 암모니아 특성 스펙트럼 선을 목표 흡수선으로 선정하였다. 시스템 온도와 가스 압력 제어를 통해 농도 측정의 안정성을 효과적으로 향상시켰다. 실험 결과 온도 조절 상자에 배치된 광학 시스템이 ±0.005 ℃의 온도 제어 정밀도를 달성했음을 보여주었다. 자체 개발한 고정밀 가스 압력 제어 시스템을 기반으로 공동 내 압력을 (30,000±1.5) Pa로 안정화할 수 있었다. 이 제어 방안을 바탕으로 168초 적분 시간에서 암모니아 검출 한계는 12×10-12에 이르렀으며, 최소 검출 흡수는 1.35×10⁻¹⁰ cm⁻¹에 해당한다. 암모니아 분자가 기실 및 배관 내벽에 흡착되어 발생하는 응답 지연 문제를 해결하기 위해 7.8 mL 소형 공동을 사용하여 분자 체류 면적을 줄였고, 주요 배관 및 공진기 내벽의 실란 패시베이션 코팅이 흡착을 감소시켜 시스템 평균 응답 시간을 196초로 단축하였다. 본 논문은 저농도 암모니아의 고정밀 및 신속 검출을 위한 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공한다.
关键词
광학 피드백 공동 증강 흡수 분광법; 극미량 가스 검출; 고정밀 온압 제어; 암모니아 흡착 효과