QTMC型长光程多通吸收池根据严格的光学传输理论和特殊的镜片参数设计而成，打破了传统光学多通吸收池的反射次数瓶颈，在光斑不重合的情况下产生高达数百次的反射，从而在物理基长很短的情况下实现了高达数十米的吸收程长，使便携、手提式高灵敏度光学气体传感器成为可能。
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基于普通球型反射镜的传统光学多通吸收池，在光斑不重合的情况下只能产生一个圈，如图1.1所示，所以当2个镜片间的距离很小时其吸收程长难于满足实际应用需求。QTMC型长光程多通吸收池通过特殊的反射镜参数和严格的光线传输理论，实现了如图1.2所示的反射光斑。从图可知，在镜片上的反射光斑呈现7个圆圈，大大增加了反射镜面的使用率，在无光斑重合的情况下实现了数百次的反射，从而在很短的物理基长上实现数十米的吸收光程。
图 1.1 传统多通池典型光斑 图1.2 QTMC型多通池光斑
QTMC型光学多通吸收池由2片普通球型凹反射镜构成，2镜片间的距离只有~12cm，光在两镜片间通过215次反射后有效吸收程长达26m，这是传统光学多通吸收池无法实现的。图1.3是QTMC型光学多通吸收池调装过程中第二个镜片上的光斑照片，图1.4、图1.5是测试结果。
图 1.3 吸收池后端反射镜上的光斑照片
图1.4 测试结果（左：线性度，右：测量精度）
图1.5 大气甲烷连续测量结果
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QTMC型技术参数 |
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有效光程 |
26.4m |
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光束直径 |
<3.5mm |
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气体容积 |
0.34L(一个标准大气压) |
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外围尺寸 |
0.2（L）×0.076(W)×0.105(H)m³ |
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工作气压 |
1Torr-760Torr |
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镜片镀层 |
氧化层镀膜金属（反射率可达98%） |
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波长范围 |
0.2至12μm |
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窗口材料 |
镀膜CaF₂/K9 |
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主体材料 |
特制铝合金、不锈钢 |
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气体接口 |
外径1/4卡套 |
1 Highly sensitive detection of methane by near-infrared laser absorption spectroscopy using a compact dense-pattern multipass cell, Sensors & Actuators: B. Chemical 220, 1000-1005 (2015)
2 Dual-Gas Sensor of CH4/C2H6 Based on Wavelength Modulation Spectroscopy Coupled to a Home-Made Compact Dense-Pattern Multipass Cell, Sensors 19, 820 (2019)
3 基于中红外QCL 激光和新型多通池高灵敏度测量CO 和N2O 的研究, 光学学报 35, 0230005 (2015)
4 2.0 μm附近模拟呼吸气体中13CO2/12CO2同位素丰度的高精度实时在线测量，物理学报 67，064206 （2018）
