高纯气体中的水蒸气含量是半导体工业生产中的一个重要参数，气体中残留的水蒸气含量即使在ppbv量级也会对产品质量产生影响。气体在中红外区域有更多的特征谱线，因此需要检测该区域的水汽含量。宽调谐范围、高输出功率、窄线宽的量子级联激光器的快速发展，推动了该领域红外光谱探测技术的发展。
中国科学院光电技术研究所团队首次采用中红外波段5.2 um可调谐量子级联激光器，建立了基于连续腔衰荡光谱的痕量水汽检测装置，并进行了痕量水汽检测实验。通过艾伦方差分析系统的噪声水平，确定腔衰荡信号的最佳平均频率为602倍。在常压和室温下，测量了1918cm-1附近的水汽吸收光谱，并测定了高纯氮中痕量水汽浓度。检测结果与标称值一致。通过对探测灵敏度的分析，当腔镜反射率为99.93%时，水蒸气的探测灵敏度达到24.8ppbv。分析结果表明，中红外高灵敏度痕量气体检测技术在工业监测、环境检测和医疗诊断领域具有良好的应用前景。
相关研究成果发表在《光谱学与光谱分析》上。
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