研究目的
研究基于外腔量子级联激光器（EC-QCL）的马赫-曾德尔干涉仪装置用于测定液体样品的色散光谱，比较两种获取折射率光谱的方法，并评估其定量分析性能。
研究成果
研究表明，中红外色散光谱法是液体样品吸收光谱法的可行替代方案，具有浓度线性响应特性且对激光强度噪声具有强鲁棒性。未来改进方向包括提升温度稳定性及实现装置小型化。
研究不足
当前设置极易受温度波动影响，导致实验出现相位噪声、色散谱不一致等缺陷。压电晶体的滞后效应也限制了移动压电法测量的可重复性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于EC-QCL的马赫-曾德尔干涉仪装置记录液体样品的中红外色散光谱，并介绍了两种获取折射率光谱的方法进行对比。
2：样品选择与数据来源：
使用乙醇及葡萄糖、果糖、蔗糖水溶液等液体样品，同时记录FT-IR吸收光谱作为对照。
3：实验设备与材料清单：
EC-QCL（Daylight Solutions公司）、ZnSe分束器、BaF2液体流动池、热释电探测器、压电驱动器及定制锁相放大器。
4：实验流程与操作步骤：
装置通过分束激光、流经样品池、光束重组及干涉图样检测实现测量，采用移动压电与固定压电两种方法记录色散光谱。
5：数据分析方法：
运用单变量与多变量（PLS回归）分析对光谱进行定量评估。
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external cavity quantum cascade laser
11088
Daylight Solutions Inc.
High-intensity light source for the mid-IR region.
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ZnSe beam splitter
BSW710
Thorlabs
Splitting the laser beam at a ratio of R:T = 48:52.
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pyroelectric detectors
LME-336
Infratec
Detecting the interference pattern.
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piezo controller
MDT644A
Thorlabs
Controlling the piezo actuator.
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BaF2 liquid flow cells
Korth Kristalle GmbH
Holding liquid samples for spectroscopy.
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piezo actuator
Thorlabs
Adjusting the path lengths of the two part-beams.
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Amplifying and filtering the recorded detector signals.
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NI DAQ-ADC
9205
National Instruments Corp.
Digitizing the amplified and filtered signals.
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