5 6 1 ◦ p i fi〇2684 do c/0 0 2 A7 B7 五、發明說明（I ) <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是有關於一種藉半導體雷射測定被測定氣體 之吸收光譜’而由其光譜識別被測定氣體氣體中之同位 素’並分析其豐度比（abundance ratio)、與濃度之高精確 度、局靈敏度的方法。 在醫療專業中，診斷時爲了掌握體內各種器官的狀 態’而施予穩定同位素，分析被呼出之空氣的同位素。 例如，最近，因胃炎、或胃潰瘍與Helicobacter pylori菌 與胃內感染的關係，而將13C尿素呼氣檢查法使用於 Helicobacter pylori菌之感染診斷。此檢查法係對胃炎或 胃潰瘍患者施予13C標記化合物後，藉測量患者呼氣中 排出之l3C02診斷其器官之狀態。 因此，該l3C尿素呼氣檢查法需要可正確分析穩定 同位素之方法。習知該分析同位素之方法係採用質譜分 析法、紅外線分析法等紅外線分光分析法。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 然而，上述質譜分析法雖可高度精確地分析，但其 操作繁複、裝置價格過高皆爲其缺點。因此，因同位素l3c 與l2C具些微之質量差，及同位素13c與12c對紅外線之 吸收波長有些微差異，故一般利用此些微之吸收波長差 異而採用紅外線分光分析法。但是，雖然使用此紅外線 分光分析法所使用之紅外線燈的分光分析法簡便且價格 較低而被廣泛使用，但其精確度低，故近年有人提議使 用振動1 570 nm( 1 (T9m)波長帶域之半導體雷射光的分光分 析法。 但是，此1570nm波長帶域之領域，因碳酸氣（C02) 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) ^M^i±f-doc/002 A7 B7_ 五、發明說明（2 ) 之吸收係數較小，不易進行高靈敏度分析，故爲提昇其 靈敏度而藉呼氣中co2之低溫吸附等使用吸附劑進行濃 縮處理等預處理。而且，此波長帶域係吸收其他多數分 子之光帶，具有多數鄰近之同位素吸收線峰，不易指定 測定對象物之同位素I3C與l2C之吸收線峰。因此，使用 改變同位素13c與12c個別之濃度之多種氣體進行測定及 識別。 。 然而，最近使用2000nm(1990-2060nm)波段區域之 半導體雷射的分光分析法已被硏發。於此波長帶域同位 素13C與12C之吸收強度較1570nm波長帶域之吸收強度 大數百倍，靈敏度也相對高出數百倍。而如1 570nm波 長帶域之分光分析，具有不需爲提昇其靈敏度而濃縮同 位素之預處理等優點。本發明人等，因預知此優點，於 分光分析同位素時，著眼於使用2000nm波長帶域之半 導體雷射光，藉築成可使2000nm波長帶域之半導體雷 射光巧妙地分布的簡易系統，而以提供可高精確度、高 靈敏度地進行同位素的識別及定量分析之同位素分析方 法作爲本發明的課題。 爲解決上述課題，本發明之申請專利範圍第1項就 是一種使用半導體雷射之同位素分光分析法，藉此些同 位素之存在而被吸收之吸收光譜之波長，而識別含於被 測定氣體中之同位素，定量測定同位素分光分析法，其 使用半導體雷射光作爲上述吸收光譜之波長之光源，同 時在上述雷射光之照射下於近似被測定同位素吸收光譜 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣：丨丨 ---—訂·!!11· ^^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 6 1 0 p i f . doc / 0 0 2 pj B7
波長之波段，使用包含具有可識別被測定同位素之二已 知吸收光譜波長之校準成分的氣體； 申請專利範圍第2項，如申請專利範圍第1項所述 之使用半導體雷射之同位素分光分析法，其中含於識別 參照氣體之校準成分係溴化氫，二已知標準吸收光譜波 長之校準成分係H79Br、H81Br ; 申請專利範圍第3項，如申請專利範圍第1項或第 2項所述之使用半導體雷射之同位素分光分析法，其被 測定同位素係碳酸氣體之同位素； 而，申請專利範圍第4項，如申請專利範圍第1項 至第3項其中一項所述之使用半導體雷射之同位素分光 分析法，其中半導體雷射光之波長帶域係使2000nm波 長帶域之光譜發光的半導體雷射光源； 而，申請專利範圍第5項，如申請專利範圍第3項 或第4項所述之使用半導體雷射之同位素分光分析法， 其被測定氣體之碳酸氣體同位素係12co2與13C02，對於 下述波長 [同位素l2C02之波長（nm)]:[同位素l3C〇2之波長（nm)] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2054.37 : 2053.96 2044.65 : 2044.49 2035.34 ： 2035.63 2010.18 : 2010.29 2002.5 1 : 2002.54 1995.99 : 1996.10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4〇g^if-doc/ 0 0 2 ζ 五、發明說明（f ) 分別以每組之波長之吸收能力測定其豐度比； 而且，申請專利範圍第6項係一種使用半導體雷射 之同位素分光分析法，藉申請專利範圍第4項所述之波 長帶域之光譜，識別以溴化氫之吸收光譜爲基準之同位 素，同時，於該波長帶域識別產生吸收光譜之雜質的存 在，用以作爲已知之校準成分。 圖式之簡單說明： 第1圖所繪示爲半導體雷射分光分析裝置之一系統 不意圖； 第2圖所繪示爲表示2000nm波長帶域吸收光譜之 一吸收光譜圖； 第3圖所繪不爲表τκ改變同位素濃度之碳酸氣體同 位素的吸收光譜之變動的吸收光譜圖；以及 第4圖所繪示爲說明使用HBr作爲參照氣體，而依 照本發明之分析方法分析被測定試料氣體中碳酸氣體同 位素之一吸收光譜圖。 圖式之標記說明： <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣---一-----訂---^------線； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 :半導體雷射光源 2 :雷射驅動裝置 2a :溫度控制器 2b :L D驅動器 2c :函數發生器 3 :聚光鏡 4 :分光鏡 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5610pif.doc/002 pj ^02684._B7_ 五、發明說明（/) 5 :隔離器 6 :樣品管 〆請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 :光檢測器 8 :鎖定放大器 9 :電腦 10 :螢幕 Π :試料氣體導入系統 12 :參照氣體導入系統 16 :對照樣品管 17 :光檢測器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 :鎖定放大器 L〇 :雷射光 L s :樣品管入射光 LR :對照樣品管入射光 Lst :樣品管透射光 LRt :對照樣品管透射光 R :參照氣體 G :被測定試料氣體 W1 :參照氣體之吸收光譜波長 W2 :參照氣體之吸收光譜波長 wl :被測定試料氣體同位素之吸收光譜波長 w2 :被測定試料氣體同位素之吸收光譜波長 Y1 :參照氣體之吸收光譜波長Wl、W2之驅動電 流値 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5610pif.doc/002 A7 ——蝴68或_21 五、發明說明（6 ) Υ2 :參照氣體之吸收光譜波長Wl、W2之驅動電 流値 yi :被測定試料氣體同位素吸收光譜波長wl、W2 之驅動電流値 y2 :被測定試料氣體同位素吸收光譜波長Wl、W2 之驅動電流値 實施例 以下說明本發明之實施型態。本發明之同位素分光 分析法係如第1圖其所繪示藉半導體雷射分光分析裝置 進行。亦即，第1圖其所繪示爲半導體雷射分光分析裝 置之一系統示意圖，振動2000nm波長帶域雷射光之半 導體雷射光源1，其係藉由雷射驅動裝置2驅動。該雷 射驅動裝置2包括用以使雷射光適切地達到預定之振 動’並適切地控制雷射元件溫度之溫度控制器2a、用以 供給雷射兀件電流使其驅動之雷射二極管（LD)2b、及用 以作爲依據調頻法，使雷射振動調頻之調頻方法的函數 發生器2c。而且，爲了使此些正常運作而使其連接於下 述電腦9。 然後，藉由在上述雷射驅動裝置2調整雷射元件之 運作溫度，使雷射元件之突入電流（直流電流）產生連續 變化，而使雷射元件之振動波長產生連續變化。而且， 藉函數發生器2c依據調頻法將調變信號（交流成分）導入 雷射二極管（LD)2b，使此調變信號與雷射元件之直流電 流重疊’而於自雷射元件振動之雷射光直接覆上調頻。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讚背面之注意事項再填寫本頁) 衣----— II I 訂-!'------線,
0 C Λ C C A7B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) 可適切地使用紅外InGaAs/InGaAsP半導體分散式回 授（DFB雷射）’作爲此藉雷射驅動裝置2振動使2()()〇nrn (1990_2〇60nm)波段發光之半導體雷射光源1。 而且’此2000nm波長帶域之半導體雷射，可藉將 高壓縮變形量子井導入雷射活性層，獲得至波長2100nm 之雷射振動。 如此產生振動之半導體雷射光源1雷射光L0係藉聚 光1¾ 3聚光後’錯分光鏡4將雷射光Lo分成光Ls與光LR。 而且’來自分光鏡4之反射光被再入射於光徑後，爲防 止一定雷射光之混亂入射，最好在入射於分光鏡4前， 在聚光鏡3聚光後之光徑中，設置（反射光除去器）隔離 器5。另外光Ls被入射於樣品管6，該樣品管6中含有 被測定同位素之被測定試料氣體G，然後藉光檢測器7 接收透射5亥樣品管6之透射光LSt，如InGaAs光電二極 管以感測器進行光電變換，再將其輸出信號導入鎖定放 大器8，而該鎖定放大器8將其處理而輸出二階導數信 號’再將該輸出信號導入電腦9中。符號10顯示被儲存 於電腦中之資料的螢幕。 而’電腦9中記憶儲存有使半導體雷射光經常產生 雷射振動之資料，依適宜之運作狀態控制雷射驅動裝置 2,送出運作信號使半導體雷射光源1能經常適切地發 光。 而且藉上述分光鏡4分割爲二之另一光1^係被入射 於對照樣品管中16,該對照樣品管16被導入包含具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) :我·II卜-----訂·-Il·-----線 -doc/〇〇2 A7 B7 五、發明說明（《） 吸收光譜波長之校準成分的參照氣體R。而且，藉光檢 測器17接收穿透該對照樣品管16之透射光LRt，如InGaAs 光電二極管藉感測器進行光電變換，再將輸出信號導入 鎖定放大器18。於該鎖定放大器18處理上述光檢測器17 之信號後僅輸出二階導數信號，再將該輸出信號導入電 腦9。‘ 而且，由上述鎖定放大器8、18導出之二階導數信 號之大小係依被測定試料氣體G或參照氣體R之雷射光 吸收能力而不同，氣體中光吸收成分越高則信號越小。 而且，雷射光在與同位素吸收波長一致時被吸收，以穿 透樣品管6與對照樣品管16之透射光LSt.LRt2光檢測 器7、17的檢測光信號較小。 如此，穿透過含測定試料氣體G之樣品管6的透射 光Lst係藉光檢測器7檢測而進行光電變換，藉鎖定放大 器8處理其輸出信號而選擇性地輸出二階導數信號。然 後再將該信號導入電腦9中。 同樣地，同時藉光檢測器17光電變換穿透對照樣品 管16透射光LRt之光譜，該對照樣品管16被導入具有已 知吸收光譜波長之參照氣體，再被鎖定放大器18處理， 然後僅選擇性地導出二階導數信號，導入電腦9。 接著，於此電腦9，穿透過含測定試料氣體G之樣 品管6的透射光Lst吸收光譜，被與穿透被導入具有已知 吸收光譜之參照氣體R之對照樣品管16的透射光LRt之 已知吸收光譜校準比較，藉吸收光譜之顯現波長識別被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ·(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 农—^-----訂—-----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561〇pif.doc/002 A7 402684 B7 五、發明說明（1 ) 測定試料氣體G中之被測定同位素，同時與已知吸收光 譜比較其値之大小，由吸收光譜之大小推算出被測定試 料氣體G中同位素之豐度比和濃度。 而，符號11係試料氣體導入系統被連置於樣品管6， 該樣品管6內由排氣之排氣泵與試料氣體儲存容器構 成。符號12係參照氣體導入系統被連置於對照樣品管 16，該對照樣品管16內由排氣之排氣泵與參照氣體儲存 容器構成。 然後，本發明係，被用以作爲被導入上述對照樣品 管16之具有已知吸收光譜參照氣體R，使用具有下述要 件之氣體 1. 同位素之吸收光譜係僅相距數nm之波長間隔而存在 之氣體， 2. 上述鄰近存在之同位素吸收光譜之吸收強度係幾乎 相同強度。 其具體例，係如第2圖其所繪示表示2000nm波長 之吸收波長帶域之一例的溴化氫吸收波長光譜圖，用以 作爲該溴化氫同位素H79Br、H81Br之吸收光譜波長，於 1930-2100nm波段以約0.3nm之間隔具有二強吸收峰， 並以幾乎相同強度吸收，故適於作爲本發明之參照氣體 R。 而作爲上述溴化氫以外之氣體，水（h2o)之同位素 旧2〇與2h2o，及氧化氮（n2o)之同位素14 n2o與15n2o 皆可作爲參照氣體R。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱護背面之注意事項再填寫本頁) -----訂----.--I--線· 5610pif.doc/002 pj 4028^.1_B7_ 五、發明說明（少） 而上述第 2 圖係引用 1986年美國 Air ForceGeophysics Laboratory 發行之「High Solution Transmission Molecular Absorption Data Base」° 而且，此參照氣體R係表示於第1圖系統略示圖中。 設置對照樣品管16並導入參照氣體R，而於與對照樣品 管1 6 .併設之樣品管6中導入被測定試料氣體G，同時檢 測穿透過對照樣品管16、樣品管6之透射光LRt、Lst， 藉電腦9比較並推算此些檢測値之識別與推算豐度比之 例。但是，對照樣品管16並非必要，也可僅設置樣品管 6。此時，於將被測定試料氣體G導入樣品管6測定前， 於樣品管6導入參照氣體R，測定並取參照氣體R之吸 收光譜，將此存放於電腦9。接著將被測定試料氣體G 導入樣品管6，取被測定試料氣體G之吸收光譜，導入 電腦9,可使其於先前存放之參照氣體R之校準吸收光 譜比較，並演算而獲得分析結果。 接著，說明使用上述分光分析裝置藉電腦9識別同 位素，並分析測定同位素之濃度與豐度比之方法。其操 作順序如下 (1) 測定參照氣體R之吸收光譜 藉同一雷射二極管（LD)，取參照氣體R吸收光譜波 長之驅動電流[Y1、Y2](mA)與吸收光譜波長[W1、W2](nm) 之對應關係。 (2) 指定被測定試料氣體G之同位素吸收光譜波長與同位 素之位置關係。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） mwcc/ A7 B7 五、發明說明（（f) 1. 使一方之同位素含量產生變化，檢查伴隨之吸收 光譜變化狀態，而指定吸收光譜與同位素之關係。 2. 取與被測定試料氣體G之同位素吸收光譜相同之 雷射二極管（LD)之驅動電流[yl、y2(nm)]之對應關係。 (3)推斷並確定被測定試料氣體G之同位素吸收光譜波 長。. 1.由上述第（1)項獲得之參照氣體R之已知同位素吸 收光譜波長及與其光譜波長[Wl、W2](nm)相同之雷射二 極體（LD)之驅動電流[yl、y2](mA)之關係，可藉 Z=(W2-W1)/(Y2-Y1)...(1) 推算並求知相對半導體雷射之驅動電流[Yl、Y2](mA)的 已知同位素吸收光譜波長[Wl、W2](nm)變化率 [Z](nm/mA)’。 2接著可將上述（2)之被測定試料氣體G之同位素吸 收光譜波長，藉使該吸收光譜波長[wl、w2](nm)發光之 雷射二極管（LD)之驅動電流値[yl、y2](mA)與上述R 之已知吸收光譜波長[Wl、W2]與驅動電流値[Yl、Y2]之 關係及其變化率，如下所述推算並確定之。 w2=(y2-Y2)xZ+W2...(2) wl=(yl-Yl) χΖ+Wl...(3) 但，w2>wl，W2>Wl。 而且，因爲波長隨半導體雷射光源1之溫度的變動 而變化，所以上述公式中需要修正溫度，但是如本發明 之半導體雷射光源1相較於在雷射驅動裝置2,只要適 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - - -------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561〇pif , doc/0〇2 102684 五、發明說明（丨2) 切地控制溫度，不需修正溫度即可利用上述公式於〇.〇5nm 以下之誤差範圍中確實推算同位素之波長。 (4)算出被測定試料氣體G之同位素豐度比與濃度。 如此正確地識別被測定試料氣體G同位素之吸收光 譜波長。然後藉由於此些被識別之同位素吸收光譜中測 定吸收能力，而可由算出吸收能力之比率獲得同位素之 豐度比。然後，藉由適確地使用此吸收光譜之強度與該 波長光譜之同位素之吸收常數，可正確算出被測定試料 氣體G中同位素之濃度。 而且，實用上，事先以已知濃度校正被測定同位素 之濃度與吸收光譜波長之吸收強度的關係，並作成刻度 之校正曲線，再儲存於電腦9即可非常容易地完成濃度 測定。 接著，說明本發明之實施型態，下述實施型態係， 使用2000nm波長帶域（1990-2060nm)分散式回授（DFB型) 雷射，作爲半導體雷射光源1，其波長以〇.〇2nm/mA變 化。 因使用此DFB型雷射，可使雷射發光線幅尖銳狹窄 至約lOMHzW.lcm·1)，例如同位素l2C02與13C02之吸收 線幅約爲1/5〇，故可詳盡地分析同位素之吸收光譜。 實施例1 藉本發明之方法識別作爲被測定試料氣體之碳酸氣 體中含有之同位素l2C02與13C02。 1.使用溴化氫（HBr)作爲參照氣體R’測定其吸收光 張尺度適用+國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） •(請λ·閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^---^-----訂----^------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 0¾ ο 4 C 0 d f pi8 ο 2 ο ο A7B7 五、發明說明) 譜。 ’(請先¾讀背面之注意事項再填寫本頁) 溴化氫係，如第2圖其所繪示，單純之二吸收峰以 數nm間距存在，其波長亦爲眾所週知，而被有效地活 用。因此，相對於已知溴化氫之同位素H79Br與Η8ιΒγ之 吸收光譜波長（Wl、W2)，而將被使用於本實施例之半導 體雷射之雷射二極管（LD)的驅動電流値（Yl、Υ2)維持於 25t之一定溫度進行測定。以上表示於表1。 表1 LD H8lBr波長 振動驅動 H79Br波長 振動驅動 變化率 電流 電流 號碼 [W2](nm) [Y2](mA) [Wl](nm) Yl(mA) Z = (W2-W1)/(Y2-Y1) LD1 2054.3 1 65.5 2054.02 51.8 0.021 1 LD2 2044.68 73.2 2044.27 50.1 0.0177 LD3 2035.49 61.0 2035.23 48.3 0.0205 LD4 2010.55 57.6 2010.26 43.5 0.0206 LD5 2003.09 68.4 2002.80 53.9 0.0200 LD6 1996.04 76.1 1995.75 60.8 0.0190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） mu1! do c/0 0 2 A7 B7 五、發明說明（if) ,(請先¾讀背面之注意事項再填寫本頁) 2. 接著，取被測定試料氣體之同位素12〇02與13(：02之 吸收光譜，識別吸收光譜與同位素12(：〇2及13co2之對應 關係。 首先，取含有10%的同位素12<：02與13(：02之濃度比 係99:1之碳酸氣體的氮氣吸收光譜。結果獲得如第3圖 符號（A)其所繪示之具有a、b、c三吸收峰之光譜線圖。 接著，於上述氣體中少量增加一同位素13C02之量， 取提高此同位素濃度之氣體吸收光譜。結果獲得如第3 圖符號（B)其所繪示具有〇、p、q、r四吸收峰之光譜線 圖。 然後，將第3圖（A)、（B)吸收光譜線圖對照比較得 知，個別之峰係除了 r之外形成a-o、b-p、c-q、-r之對 應出現於相同位置（同一驅動電流値）。而在其中增加一 bC02之氣體吸收光譜線圖（B)中，吸收光譜線圖（A)係， 與a峰對應之〇峰變高。而未出現於吸收光譜線圖（A)中 之峰，可由增加同位素13C02之氣體吸收光譜線圖（B)現 出r峰。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由此可識別並確定，第3圖其所繪示a-o峰與r係同 位素13C02之吸收光譜，b-p峰與c-q峰係同位素l2C02 之吸收光譜線。 並不僅限於此碳酸氣之同位素，識別並確定其爲何 種同位素時，可同樣地變化同位素之濃度比，取其個別 之吸收光譜線圖，再有檢討其變化而進行確認。 3. 接著，取被測定試料氣體之同位素12002與|忙02之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5610pif . doc/002 A7 B7 五、發明說明（ΛΓ) 吸收光譜，測定使該吸收光譜波長發光之雷射二極管（LD) 之驅動電流値（yl、y2)。而，以指定與上述2.之吸收波 長之同位素對應之作業，識別藉驅動電流値y2則洪之波 長係同位素12C02。上述被表示於表2。 表2 LD 振動驅動電流 12C〇2波長 振動驅動電流 3 C Ο 2波長 號碼 [y2](mA) [w2](nm) [yl](mA) [w 1 ](nm) LD1 68.3 2054.37 49.0 2053.96 LD2 71.5 2044.65 62.5 2044.49 LD3 53.7 2035.34 67.8 2035.63 LD4 36.9 2010.18 45.0 2010.29 LD5 39.4 2002.51 40.9 2002.54 LD6 73.5 1995.99 79.3 1996.10 4.確定上述3.獲得之被測定試料氣體之同位素 12匚02與l3C02之吸收光譜波長。 將上述3所獲得之被測定試料氣體之同位素l2C02 與13C02之吸收光譜波長的LD驅動電流値（yl、y2)，及 作爲由上述1.獲得之參照氣體R，與已知溴化氫之同位 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
W 讀 背 面 之 注 意 事 項 再， 填I 本， 頁I I 訂 I 圓 k. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5610pif . doc/002 A7 5610pif . doc/002 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CBf- 五、發明焱明（丨6 ) 素H79Br、H81Br之吸收光譜波長（W1、W2)對應，被使用 於本實施例中半導體雷射之雷射二極管（LD)的驅動電流 値（Yl、Y2)，及其變化率Z=(W2-W1)/(Y2-Y1)代入上述 公式（2)與公式（3)中用以確認被測定試料氣體之同位素 l2C02與13C02之吸收光譜波長（wl、w2)。 第4圖係，利用使用雷射二極管LD 1振動之雷射光， 藉第1圖之裝置，以溴化氫（HBr)作爲參照氣體（R)，測 定被測定試料（G)中碳酸氣體之同位素|2<：02與13(：02之 吸收波長之光譜圖。藉由此吸收光譜圖，確定被測試試 料氣體之同位素12(：02與13(：02之吸收光譜波長（W1、 W2)。 使用雷射二極管LD1時，同位素l2C02之吸收光譜 波長[W2]係，藉由上述公式（2)得， w2 = (y2-Y2)xZ+W2 將表1與表2之數値代入，即獲得 w2=(68.3-65.5)x〇.021 1+2054.3 1 ' = 2_8χ〇.021 1+2054.3 1=2054.37(nm) ° 而同位素13co2之吸收光譜波長[Wl]係，藉由上述 公式（3)得，
Wl=(y l-Yl)xZ + Wl 將表1與表2之數値代入，即獲得 wl=(49.0-5 1.8)χ〇.021 1+2054.02 ' --2.8x0.021 1+2054.02=-0.0591+2054.02 ' =2053.96(nm) ° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ,(請先路讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---！訂 ill· — !!線 5610pif . doc/002 4〇2('外 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（β ) 使用下述被表示於表2之被測定試料氣體之同位素 吸收波長之雷射二極管LD2、3、……、η之驅動電流値， 相同地確定同位素之吸收光譜波長。將此加入上述表2 表示。 5.由此獲得之被測定試料氣體之同位素吸收光譜及 同位素12€02與l3C02之吸收光譜吸收強度，求得此同位 素之豐度比與濃度。 如上述表2之表示，因爲由4.獲得之同位素12C02 與nC02之吸收光譜吸收強度與濃度成比例，故測定吸 收光譜之吸收強度，推算兩者之比可獲得二同位素12C02 與13co2之豐度比。 而且，可藉由於此些同位素12〇02與13co2插入吸收 常數，與該吸收光譜強度組合算出濃度之絕對値。 而且，若有雜質存在，也因會出現雜質之吸收光譜， 除去雜質之影響，同時可相同地分析雜質。 實用上係，事先以已知濃度之物檢測被測定試料氣 體之同位素與吸收光譜之吸收強度之關係，作成刻度之 校正曲線，儲存於電腦9，即可極容易地獲得濃度測定。 上述實施例中，以碳酸氣爲例說明了被測定試料氣 體之同位素，但本發明並不僅限於此，特別是對於分析 任何在2000nm波長有吸收光譜存在之同位素皆當然可 適用並發揮其效果。而且，可非常地精確並發揮其高靈 敏度之分析效果。 本發明以上述型態實施，而可達到如下所述效果。 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） !1--!!il裝·!----- 訂.！ v /V. - , ‘〈請先脲讀背面之注意事項再填寫本頁)