December 18, I T = I 0 e α(ω)x (1) I R = I 0 I T (2) N i = (3) g k

Σχετικά έγγραφα
1 Polarization spectroscopy

December 18, M + hv = M + + e + E kin (1) P ki = σ ki n L (2)

Fundamentals of Lasers

Ευαισθησία πειράµατος (Signal to noise ratio = S/N) ιάρκεια πειράµατος (signal averaging)) ιάρκεια 1,38 1,11 0,28 5,55. (h) πειράµατος.

= k/m με k τη σταθερά του ελατηρίου. Οι αρχικές συνθήκες είναι x(0)=0 (0) = 0. Η λύση (πραγματική) είναι

Τα πρώτα δύο ελάχιστα της έντασης βρίσκονται συμμετρικά από το μέγιστο σε απόσταση φ=±λ/α.

December 19, Raman. Stokes. Figure 1: Raman scattering

Αρµονικοί ταλαντωτές

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

Φυσική για Μηχανικούς

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

Φυσική για Μηχανικούς

Αρµονικοί ταλαντωτές

Δομικά Υλικά Μάθημα ΙV. Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα II

Φυσική για Μηχανικούς

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Φυσική για Μηχανικούς

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

LASER και ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ

Σχολή E.Μ.Φ.Ε ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ (ΚΥΜΑΤΙΚΗ) Κανονικές Εξετάσεις Χειµερινού εξαµήνου t (α) Αν το παραπάνω σύστηµα, ( m, s,

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος (συνέχεια)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 30/12/11 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Φυσική για Μηχανικούς

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

x[n] = e u[n 1] 4 x[n] = u[n 1] 4 X(z) = z 1 H(z) = (1 0.5z 1 )(1 + 4z 2 ) z 2 (βʹ) H(z) = H min (z)h lin (z) 4 z 1 1 z 1 (z 1 4 )(z 1) (1)

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 3 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2019: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΠΟΜΠΟΣ ΕΚΤΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Ταχύτητα διάδοσης κύματος Στάσιμο κύμα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 10: Γραμμικά Φίλτρα. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΙΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ Εξέταση 17/2/2006

Φυσική για Μηχανικούς

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Μέρος A: Νευτώνιες τροχιές (υπό την επίδραση συντηρητικών δυνάμεων) (3.0 μονάδες)

Φυσική για Μηχανικούς

1 2 k(x 0 x e ) 2 = 1 2 mv2 1x = K 1 K 1 = 1 2 (100 N/m)(0.20 m 0 m)2 = 2.0J

& Εφαρμογές. (εργαστήριο) Μικροκύματα

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΣΥΝΕΧΩΝ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΗΣ & ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΣΤΕΡΕΟΥ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. (σ: εγκάρσια διατομή του στόχου, Κ: ο συντελεστής που εκφράζει το ποσοστό της ανακλώμενης ισχύος από το στόχο).

ΑΣΚΗΣΗ 12 Ταχύτητα του ήχου στον αέρα με το συμβολόμετρο Quinke

4. Ποιο από τα παρακάτω δεν ισχύει για την ευαισθησία ενός δέκτη ΑΜ; Α. Ευαισθησία ενός δέκτη καθορίζεται από την στάθμη θορύβου στην είσοδό του.

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΛΕΠΤΩΝ ΥΜΕΝΙΩΝ ΥΔΡΟΓΟΝΩΜΕΝΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ (Si:H) ΜΕ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΟΡΑΤΟΥ (UV/VIS)

2 ο κεφάλαιο: Ανάλυση και Σύνθεση κυματομορφών με τον Μετασχηματισμό Fourier

Physics by Chris Simopoulos. Άρα. Άρα. sec. Άρα ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ Από την εξίσωση του πλάτους για τη φθίνουσα ταλάντωση έχουμε

Μάθημα Ακουστικής. Νικόλαος Παλληκαράκης Καθ. Ιατρικής Φυσικής ΠΠ

1. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το οποίο διαδίδεται στο κενό στη

ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Κεντρικό : Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι Αθήνα Τηλ.: ,

Περιγραφή Χρηματοδοτούμενων Ερευνητικών Έργων 1η Προκήρυξη Ερευνητικών Έργων ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ. για την ενίσχυση Μεταδιδακτόρων Ερευνητών/Τριών

Σύγχρονες Τεχνικές Λέιζερ στον Έλεγχο της Λειτουργικότητας Συνθετικών Μονωτήρων Προκλήσεις και Προοπτικές

Φυσική των lasers. Φυσική των lasers. K. Κοσμίδης Καθηγητής Τμήμα Φυσικής, Παν/μίου Ιωαννίνων Ε.Υ. Κέντρου Εφαρμογών Laser

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

20-Φεβ-2009 ΗΜΥ Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier

Ο μετασχηματισμός Fourier

Μέθοδοι έρευνας ορυκτών και πετρωμάτων

Μετρήσεις Διατάξεων Laser Ανιχνευτές Σύμφωνης Ακτινοβολίας. Ιωάννης Καγκλής Φυσικός Ιατρικής Ακτινοφυσικός

s. Η περίοδος της κίνησης είναι:

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

Φυσική για Μηχανικούς

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

Reynolds. du 1 ξ2 sin 2 u. (2n)!! ( ( videos/bulletproof-balloons) n=0

Μέτρηση του χρόνου αντήχησης

Δυναμική Μηχανών I. Απόκριση Γραμμικών Συστημάτων στο. Πεδίο της Συχνότητας

Από αυτές η πρώτη, περιλαµβάνει τη διέγερση ή ιονισµό των ατοµικών επιπέδων και αφορά στην κύρια διεργασία απορρόφησης των ακτίνων-χ σε ένα στερεό.

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

Θέμα 1 ο (Μονάδες 25)

Διάλεξη 10: Ακτίνες Χ

1 f. d F D x m a D x m D x dt. 2 t. Όλες οι αποδείξεις στην Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου. Αποδείξεις. d t dt dt dt. 1. Απόδειξη της σχέσης.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. q e = C Φορτίο Ηλεκτρονίου 1.1. Ηλεκτρικό Πεδίο 2.1. Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού Φορτίου Q Ηλεκτρικό Πεδίο Σημειακού

ΔΙΑΣΚΕΔΑΣΜΟΣ & ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 05 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3 ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) U β A

γ /ω=0.2 γ /ω=1 γ /ω= (ω /g) v. (ω 2 /g)(x-l 0 ) ωt. 2m.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών. Σήματα. και. Συστήματα

2.5. Απλές λύσεις κυματικών εξισώσεων σε δύο και τρεις διαστάσεις

ΦΥΕ14-5 η Εργασία Παράδοση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Εξέταση στη Μηχανική I 2 Σεπτεμβρίου 2010

α. Ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή σε ενέργεια μαγνητικού πεδίου

Φυσική για Μηχανικούς

Σχήμα 1 Μορφές κυμάτων (α) Μονοδιάστατο, (β) Διδιάστατο, (γ) και (δ) Τρισδιάστατα. [1]

Διασπορά ΙI ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ. Ηρακλής Αβραμόπουλος. EΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ

ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΟΠΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ

ΦΥΕ34 Λύσεις 5 ης Εργασίας

. Σήματα και Συστήματα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Ηχητικά κύματα Διαμήκη κύματα

ΥΛΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗ ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ

β. δημιουργούνται από πηγή η οποία ταλαντώνεται κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης.

p - n επαφή και εκπομπή φωτονίων

Transcript:

Φασματοσκοπία Doppler Limited 2 Χειμερινό εξάμηνο 2016 December 18, 2016 1 Μέθοδοι αυξημένης ευαισθησίας Η γενική μέθοδος για τη μέτρηση της απορρόφησης ενός δείγματος είναι η μέτρηση σου συντελεστή απορρόφησης α(ω I T = I 0 e α(ωx (1 Για μικρές απορροφήσεις e αx 1 αx. Κάνοντας χρήση της έντασης αναφοράς I R = I 0 I T = 1 α(ωx α(ω = I R I T (ω I R I R x (2 Επίσης α i,k (ω = [N i gi g k N k ]σ i,k (ω. Για την (συνήθη περίπτωση όπου N k << N i η ελάχιστη ανιχνεύσιμη πυκνότητα είναι: N i = I I 0 Lσ i,k (3 όπου Λ το μήκος του κελιού του δείγματος. Ετσι, για να έχουμε μεγάλη ευαισθησία (δηλαδή για να είναι η ελάχιστη ανιχνεύσιμη πυκνότητα αρκετά μικρή, πρέπει α το γινόμενο Lσ i,k να είναι όσο μεγαλύτερο γίνεται και β ο λόγος I/I 0 να είναι όσο μικρότερος γίνεται. Άν η απορρόφηση είναι μικρή, ο λόγος I/I 0 επηρεάζεται 1

από διακυμάνσεις της έντασης I 0 της πηγής. Ωστόσο, μέθοδοι αυξημένης ευαισθησίας μπορούν να μετρήσουν σχετικές απορροφήσεις α/α 10 5 10 17. 1.1 Frequency modulation Εισάγοντας μια διακύμανση στην συχνότητα του λέιζερ ω L (t = ω 0 + ω L = ω 0 + A sin(ωt η διαφορά I T (ω L I T (ω L + ω L μπορεί να ανιχνευθεί με χρήση lock-in amplifier. Αν η συχνότητα ω L είναι μικρή, μπορούμε να αναπτύξουμε την παραπάνω σχέση κατά Taylor. I T (ω L + ω L I T (ω L = di T dω ω L + 1 d 2 I T 2! dω 2 ω2 L +... (4 που μιας και ω L = A Sin(Ωt I T (ω L = I T (ω 0 = 1 di T 1! dω A Sin(Ωt + 1 d 2 I T 2! dω 2 A Sin(ΩtA2 Sin 2 (Ωt +... (5 I T (ω L = I T (ω 0 + A n ( d n I T n! Sinn (Ωt dω n (6 ω 0 n Μιας και α(ω = I R I T I R x έχουμε ( d 2 I T dω n ω 0 ( d 2 α(ωt = I 0 x dω n (7 ω 0 Εισάγοντας στην σχέση (6 I T (ω L I T (ω 0 I 0 = L n A n n! Sinn (Ωt dn α dω n (8 { = L A dα dω Sin(Ωt + A2 2! d 2 α dω 2 Sin2 (Ωt + A3 d 3 α } 3! dω 3 Sin3 (Ωt +... { = L A dα d 2 α ( 1 Cos(Ωt + dω Sin(Ωt+A2 A3 d 3 α 2! dω 2 2 3! (9 ( 1 Cos(Ωt dω 3 Sin(Ωt 2 (10 } +... 2

{ A 2 d 2 α dα A2 d 2 α = L +A Sin(Ωt 22! dω2 dω 22! A2 Cos(2Ωt dω2 24 d 3 α dω Sin(3Ωt+... } (11 όπου παραλείψαμε όρους ανάλογους του α n, n > 2. Εάν έχουμε μικρές διακυμάνσεις της συχνότητας A/ω << 1 οι πρώτοι όροι κυριαρχούν. Το σήμα που ανιχνεύει ο lock-in amplifier συντονισμένος σε συχνότητα nω είναι S(nΩ = ( IT (ω L I T (ω 0 = AL I 0 b n Sin(nΩt n = 2m + 1 c n Cos(nΩt n = 2m (12 Ετσι για τις τρεις πρώτες συχνότητες έχουμε ( dα S(Ω = AL dω Sin(Ωt S(2Ω = A2 L ( d 2 α 2 4 dω Cos(2Ωt S(3Ω = A3 L ( d 3 α 24 dω 3 Sin(3Ωt (13 (14 (15 Ετσι ανιχνεύοντας στις συχνότητες Ω, 2Ω, 3Ω βλέπουμε τις παραγώγους των φασματικών γραμμών (δες εικόνα. Το υπόβαθρο (και ο θόρυβος που δεν εξαρτάται από τη συχνότητα μειώνεται. Επίσης, ένα μεγάλο μέρος θορύβων μειώνεται στις μεγαλύτερες συχνότητες, έτσι είναι καμιά φορά προτιμότερο να δουλεύουμε σε μεγάλες συχνότητες. 1.2 Φασματοσκοπία Intra-Cavity LAser Spectroscopy(ICLAS Σε μερικές περιπτώσεις τοποθετώντας το δείγμα μέσα στην κοιλότητα του λέιζερ μπορούμε να ανιχνεύσουμε με αυξημένη ευαισθησία. Αυτό οφείλεται σε διάφορους λόγους, όπως: α Ισχύς: Ας σκεφτούμε μια κοιλότητα λέιζερ αποτελούμενη από δύο καθρέπτες 3

ανακλαστικότητας R 1, R 2 με το κάτοπτρο 2 ναι είναι το κάτοπτρο εξόδου. Η ισχύς μέσα στην κοιλότητα P int = qp out όπου q = 1/T 2 = 1/(1 R 2. Αν αl << 1 P (ω = αlp int = qαlp out. Αν η διάδοση του κατόπτρου εξόδου είναι T 2 2% q = 50 και έτσι έχουμε μια βελτίωση στην ευαισθησία κατά ένα παράγοντα 50 λόγω της αυξημένης ισχύος στο εσωτερικό της κοιλότητας. β Gain: Το Gain Gδίνεται από τη σχέση G = e 2Lα γ. Το κορεσμένο (saturated Gain δίνεται από τη σχέση g s = 2Lα s και εξαρτάται από την ένταση g s = g0 1+I/I s = g0 1+P/P s g 2 = g 0 /2 για P = P s. Για σταθερή ένταση άντλησης το λέιζερ σταθεροποιείται στην τιμή όπου g s = γ. g 0 g 0 γ = γ P = P s 1 + P/P s γ (16 Εισάγοντας επιπλέον απώλειες γ έχουμε P α = P P = P s g 0 γ gamma γ + γ P P = g 0 g 0 γ γ γ + γ g 0 γ γ g 0 γ (17 (18 για γ << γ. Συγκρίνοντας με την (σχετική απορρόφηση έξω από την κοιλότητα P P = αl = γ η μέτρηση μέσα στην κοιλότητα μας δίνει μια βελτίωση της ευαισθησίας κατά ένα παράγοντα Q = g 0 γ(g 0 γ. Αν η άντληση είναι τέτοια που το λέιζερ λειτουργεί αρκετά ψηλότερα από το κατώφλι, τότε g 0 g 0 γ και αν γ T 2 τότε Q = 1/T 2 = q όπως στην περίπτωση α. Ενας άλλος τρόπος με το οποίο η φασματοσκοπία ICLAS πετυχαίνει βελτίωση της ευαισθησίας σχετίζεται με την αύξηση της ενεργούς διαδρομής (effective pathlength αλλά μιας και αυτή η προσέγγιση μοιάζει με την αρχή λειτουργίας της φασματοσκοπίας Cavity Ring Down Spectroscopy (CRDS θα περάσουμε κατευ- 4

θείαν εκεί. 1.3 Φασματοσκοπία CRDS Υποθέτουμε ένα παλμό λέιζερ που στέλνεται σε κοιλότητα που περιέχει το δείγμα. Η κοιλότητα αποτελείται από δύο κάτοπτρα με ανακλαστικότητα R 1 = R 2 = R και ολική διέλευση T = 1 R A << 1, όπου Α όλες οι απώλειες μέσα στην κοιλότητα εκ τος από την απορρόφηση του δείγματος. Μπορούμε να φανταστούμε ότι ο παλμός θα κάνει αρκετές ταλαντώσεις μέσα στην κοιλότητα ( περάσματα και σε κάθε μια ταλάντωση, μέρος του παλμού βγαίνει από την κοιλότητα μέσω των κατόπτρων. Η ισχύς που διαδίδεται από την κοιλότητα στο π ρωτο πέρασμα είναι P 1 = T 2 e αl P 0, όπου α ο συντελεστής απορρόφησης του δείγματος και L το μήκος του κελιού που περιέχει το δείγμα. Για κάθε διαδοχικό πέρασμα η ισχύς που δραπετεύει από την κοιλότητα μειώνεται κατά R 2 e 2αL. Άρα η ισχύς για κάθε πέρασμα μας δίνεται από τη σχέση: P n = [ Re αl] 2n [ P1 = (1 T Ae =αl] 2n P1 (19 P n = P 1 e 2n(lnR+αL (20 Μιας και μιλάμε πάντα για κοιλότητα με κάτοπτρα μεγάλης ανακλαστικότητας R 1 και άρα lnr R. Ετσι έχουμε P n = P 1 e 2n(T +A+αL (21 Κάθε πέρασμα στην κοιλότητα παίρνει χρόνο t rt = 2L/c (rt = round trip. Ετσι ο παλμός n ανιχνεύεται σε χρόνο t n = 2nL/c και μπορούμε να γράψουμε P n = P 1 e t/τ1 (22 5

όπου τ 1 = L/c T +A+αL. Χωρίς το δείγμα αυτός ο χρόνος είναι τ 2 = L/c T +A. Η διαφορά τ 1 τ 2 είναι: τ = αl 2 /c (T + A(T + A + αl = αl 2 /c (1 R(1 R + αl (23 Το γινόμενο αl γίνεται αl = (1 R τ τ. Ετσι η ελάχιστη απορρόφηση αl εξαρτάται από την ανακλαστικότητα R. Με R 1 η ελάχιστη απορρόφηση μειώνεται γιατί η ενεργός διαδρομή στο δείγμα αυξάνεται L eff = L/(1 R. Για παράδειγμα με ανακλαστικότητα R 99.99% (που είναι συνηθισμένη για κάτοπτρα λέιζερ και τ/τ = 10 4 (αl min = 10 8. Ετσι για μήκος κελιού L = 1m μπορούμε να μετρήσουμε α 10 10 cm. Επίσης, μιας και μετράμε τη σταθερά της εκθετικής πτώσης 22, η μέθοδος CRDS είναι λιγότερο ευαίσθητη σε διακυμάνσεις της έντασης του λέιζερ. Μπορούμε να εφαρμόσουμε την μέθοδο αυξημένης ευαισθησίας CDRS εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις: α Το bandwidth όλων των ρυθμών ταλάντωσης της κοιλότητας είναι μικρότερο από το εύρος των φασματικών γραμμών απορρόφησης του δείγματος β Ο χρόνος απόσβεσης (relaxation time της κοιλότητας είναι μεγαλύτερος από το χρόνο ζωής της διεγερμένης στάθμης του συστήματος που απορροφά. 6