本書首次從基本原理、檢測性能增強方法和檢測儀器等方面全面闡述氣體吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜、光聲光譜、光熱光譜、拉曼光譜等檢測技術。全書分為6章：第1章詳細介紹能源電力裝備狀態特征氣體檢測目的與意義，以及氣體檢測技術分類；第2～5章詳細介紹基于吸收效應的吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜、光聲光譜、光熱光譜的基本原理、檢測技術及檢測儀器；第6章詳細介紹與吸收光譜互補的拉曼光譜基本原理、檢測技術及檢測儀器。本書可以為科研和技術工作者提供氣體光譜檢測理論和相關技術方面的指導，對推動多組分氣體光譜檢測技術的發展及產業化應用具有重要意義。

1. 基于組合光源激發的高精度多組分氣體光纖光聲監測關鍵技術及裝置，重慶市科技進步二等獎，2023，排名第一。2. 變壓器狀態智能感知與自維護關鍵技術及應用，廣西技術發明一等獎，2021，排名第8。3. 大型電力變壓器智能化關鍵技術及應用，中國產學研合作創新成果一等獎，2017年，排名第5。

目錄
第1章 概論 1
1.1 能源電力裝備狀態特征氣體檢測目的與意義 1
1.1.1 油浸式電力裝備狀態特征氣體產生及診斷 1
1.1.2 氣體絕緣設備狀態特征氣體產生及診斷 7
1.1.3 電化學儲能系統狀態特征氣體產生及診斷 11
1.2 氣體檢測技術分類 14
1.2.1 色譜檢測技術 15
1.2.2 色譜-質譜聯合檢測技術 16
1.2.3 半導體氣敏傳感器檢測技術 16
1.2.4 光譜檢測技術 17
參考文獻 19
第2章 吸收光譜檢測技術及儀器 20
2.1 吸收光譜檢測技術基本原理 20
2.1.1 吸收光譜能級變化 20
2.1.2 朗伯-比爾定律 21
2.1.3 吸收譜線強度 22
2.1.4 吸收譜線線型 24
2.2 吸收光譜有效光程增長技術 28
2.2.1 光學多通池技術 28
2.2.2 高精細度光學諧振腔技術 30
2.3 光學腔頻率鎖定技術 33
2.3.1 光學反饋頻率鎖定技術 34
2.3.2 PDH頻率鎖定技術 36
2.4 抑制吸收光譜噪聲技術 39
2.4.1 波長調制吸收光譜技術 39
2.4.2 頻率調制光譜技術 42
2.4.3 噪聲免疫腔增強光外差分子光譜技術 44
2.4.4 磁旋轉光譜技術 46
2.5 氣體吸收光譜檢測光源、參數及檢測儀器 48
2.5.1 吸收光譜檢測光源 48
2.5.2 吸收譜線 50
2.5.3 吸收光譜檢測儀器 54
參考文獻 56
第3章 傅里葉變換紅外光譜檢測技術及儀器 59
3.1 傅里葉變換紅外光譜檢測技術基本原理 59
3.1.1 干涉圖與光譜圖 59
3.1.2 截止函數與切趾函數 61
3.1.3 傅里葉變換紅外光譜干涉數據采集 63
3.1.4 相位校正 65
3.1.5 快速傅里葉變換 65
3.2 傅里葉變換紅外光譜定量分析方法 66
3.2.1 光譜預處理 67
3.2.2 傅里葉變換紅外光譜基本定律 69
3.2.3 最小二乘法 69
3.2.4 多元線性回歸 70
3.2.5 主成分回歸 70
3.2.6 偏最小二乘法 71
3.2.7 定量校正模型的驗證與評價 72
3.3 傅里葉變換紅外光譜儀 73
3.3.1 紅外光源 73
3.3.2 光闌 74
3.3.3 紅外探測器 74
3.3.4 傅里葉變換紅外光譜儀的分辨率與信噪比 75
3.3.5 傅里葉變換紅外光譜儀的優點 76
3.3.6 氣體傅里葉變換紅外光譜檢測儀器 77
參考文獻 79
第4章 光聲光譜檢測技術及儀器 81
4.1 光聲光譜檢測技術基本原理 81
4.1.1 氣體分子的熱產生過程 82
4.1.2 光聲池中聲場的激發 83
4.2 全光學光聲光譜氣體檢測技術 89
4.2.1 石英增強型全光學光聲光譜 89
4.2.2 懸臂梁增強型全光學光聲光譜 96
4.3 氣體光聲光譜檢測裝置 103
4.3.1 Kelman Transfix多組分氣體及微水在線監測系統 103
4.3.2 GASERA ONE痕量級光聲光譜多氣體分析儀 105
4.3.3 SPTr-GAS ANALYZER等系列光聲光譜氣體分析儀 106
4.3.4 組合光源多組分氣體光聲光譜檢測裝置 107
參考文獻 110
第5章 光熱光譜檢測技術及儀器 112
5.1 光熱光譜檢測技術基本原理 112
5.1.1 光熱效應基本理論 112
5.1.2 光學干涉儀 114
5.2 增強光熱光譜 117
5.2.1 石英增強光熱光譜 117
5.2.2 懸臂梁增強光熱光譜 120
5.2.3 空芯光纖增強光熱光譜 123
參考文獻 128
第6章 拉曼光譜檢測技術及儀器 130
6.1 拉曼光譜檢測技術基本原理 130
6.1.1 拉曼光譜經典電磁理論 130
6.1.2 拉曼光譜半經典-半量子理論 132
6.1.3 原子核自旋對拉曼光譜的影響 135
6.2 主要特征氣體拉曼光譜參數 136
6.3 增強拉曼光譜 139
6.3.1 多反腔增強拉曼光譜 140
6.3.2 諧振腔增強拉曼光譜 141
6.3.3 拋物面鏡腔增強拉曼光譜 146
6.3.4 空芯光纖增強拉曼光譜 148
6.3.5 空芯光纖諧振腔增強拉曼光譜 150
6.4 受激拉曼光譜 155
6.4.1 受激拉曼光譜基本原理 155
6.4.2 受激拉曼光聲光譜 165
6.4.3 受激拉曼光熱光譜 168
6.5 氣體拉曼光譜檢測儀器 170
參考文獻 173