氢同位素的定量分析与监测在能源与环境领域都有着重要的意义。 激光拉曼光谱由于其可以无损分析氢同位素分子, 已经成为一种重要的方法, 在国际热核聚变实验反应堆(ITER)和美国萨凡纳河工厂得到了广泛应用。 利用高压充气装置得到了惯性约束聚变(ICF)高压靶丸, 并对靶丸内气体进行原位拉曼光谱测量, 通过对高压下氘氚混合气体的拉曼光谱进行分析得到了靶丸内气体的成分比例, 验证了靶丸充气工艺参数。 实验表明, 在CCD的积分时间延长到1 min时, 氘(DD), 氘氚(DT)和氚(TT)的测量精度可以达到1%, 同时对不同时刻靶丸内气体组分的拉曼光谱进行测量, 实验结果表明在氘氚渗透和氚衰变两者共同作用下, 靶丸内总气体压力随时间不断下降, 但是气体组成基本不发生变化。

应用拉曼光谱法对氘气在不同条件下的谱峰信噪比进行了实验研究。 采用32 mW功率的Ar+激光器(514 nm), 通过石英玻璃管, 研究了光栅、 激光功率、 曝光时间和气体压强对氘气拉曼谱图信噪比的影响, 得出了氘气拉曼光谱信噪比与激光功率、 曝光时间和气体压强呈正比关系。 绘制出适用于本套实验仪器的不同压力与信噪比的标准曲线, 并用三组随机样品对关系式SNR(J 2→2)=10.6×10-4p+1.271 34进行验证。 当氘气压强为21 280 Pa时, 相对误差是4.8%, 并且当压强增大到67 235 Pa时, 相对误差下降到1.46%。