我国发展高分辨率激光外差光谱技术 可用于温室气体检测

　　【化工仪器网 项目成果】近期，中科院合肥研究院安光所科研团队在激光外差光谱技术研究中取得新进展，提高了高分辨率激光外差光谱仪的性能。相关研究发表在期刊《光学通信》(Optics Letters)上。
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　　激光外差光谱技术是近年来迅速发展的一种高光谱分辨率和灵敏度的被动式遥感探测技术。激光外差是一种基于相干探测原理的光谱测量技术，其原理为利用单色激光与宽带光信号混频， 将与激光频率接近的红外信号转移至RF范围进行处理，可得到高分辨率的光谱信息。
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　　以激光外差光谱技术为核心研制的激光外差光谱仪因具有体积小、重量轻、结构稳定等特点，被广泛应用于诸多研究领域，如地面风场探测、大气透过率测量等。在测量气体分子的吸收光谱方面，激光外差光谱仪灵敏度高，分辨率也高，可满足大部分气体高分辨率吸收谱线的测量要求，因此已经逐渐发展成为与地基傅里叶变换光谱仪互补的温室气体柱浓度与廓线测量工具。
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　　然而在测量体廓线时，由于激光外差光谱技术受限于光学天线理论，无法通过增加光学接收口径的方法提高外差信号信噪比，因此测量精度受到限制。为解决这一问题，安光所科研团队基于半导体光放大技术提出了微弱太阳光放大方法，可以突破光学天线理论的限制，提高外差信号信噪比，从而加强激光外差光谱仪的检测性能。
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　　研究团队用大气中二氧化碳柱吸收的高光谱分辨率测量来验证该技术和所开发仪器的性能。研究结果表明，与传统高分辨率激光外差光谱仪相比，基于半导体光放大的高分辨率激光外差光谱仪弱光信号探测灵敏度提高了9倍，大气中二氧化碳的测量精度提高了7.7倍。研究团队认为，在大气温室气体传感等应用中，这一新设备具有巨大的应用潜力。
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　　在“双碳”目标下，温室气体排放的监测越来越重要，无论是碳排放监管还是碳交易市场的运行，都是以监测技术为基础。这项研究为温室气体监测提供了新技术，值得进一步发展并应用到实际监测中。
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　　(资料来源：中科院合肥研究院安光所)